DE4317259C2

DE4317259C2 - Electrical control device

Info

Publication number: DE4317259C2
Application number: DE4317259A
Authority: DE
Inventors: Haruhiko Suzuki; Yasunari Kato; Kazuomi Ota; Hiroaki Yamaguchi
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1992-05-22
Filing date: 1993-05-24
Publication date: 2002-06-20
Anticipated expiration: 2013-05-25
Also published as: JPH0642907A; US5544000A; GB2267154B; DE4317259A1; GB9310334D0; JP3206204B2; GB2267154A

Description

Vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf eine elektrische Steuereinrichtung (elektrisches Steuergerät). Insbesondere bezieht sie sich auf eine elektrische Steuereinrichtung, bei der eine Magnetfeldquelle und ein magnetoelektrischer Wandler (magnetisch/elektrischer Umsetzer) eingesetzt werden und mit der unterschiedliche Vorrichtungen wie etwa ein Drosselstellungssensor bzw. Drosselklappen-Stellungssensor ausgestattet werden können.The present invention relates generally to a electrical control device (electrical control unit). In particular, it relates to an electrical one Control device in which a magnetic field source and a magnetoelectric converter (magnetic / electrical Converter) are used and with the different Devices such as a throttle position sensor or Throttle position sensor can be equipped.

Bei manchen Kraftfahrzeugen wird die Position eines Drosselventils durch einen Drosselstellungssensor erfaßt und ein das Fahrzeug antreibender Motor in Abhängigkeit von der erfaßten Position des Drosselventils gesteuert.In some motor vehicles, the position is a Throttle valve detected by a throttle position sensor and an engine driving the vehicle depending on controlled the detected position of the throttle valve.

In der japanischen ungeprüften Patentanmeldungsveröffentlichung 2-298815 ist ein Drehwinkelsensor offenbart, der als kontaktloser Drosselstellungssensor eingesetzt wird. Beim Drosselstellungssensor gemäß der japanischen Patentanmeldungsveröffentlichung 2-298815 ist ein magnetoresistives Element, das im folgenden auch als Magneto-Widerstandselement oder Feldplattenelement bezeichnet wird, auf einer Basis eines magnetischen Sensors (Magnetsensors) ausgebildet und ein Magnet ist am vorderen Ende einer Achse angeordnet, die mit einem Drosselventil in kämmendem Eingriff steht. Der Magnet ist an einer Stelle angeordnet, die dem Magneto-Widerstandselement gegenüberliegt oder diesem zugewandt ist. Zwischen einem Nordpol N und einem Südpol S auf Armen des Magneten wird ein magnetisches Feld mit gleichförmiger Flußdichte erzeugt. Das Magneto-Widerstandselement ist einem Anteil des Magnetfelds ausgesetzt. Wenn sich die mit dem Drosselventil kämmende Achse bei Drehung des Drosselventils dreht, dreht sich das Magnetfeld und folglich verändert sich der Widerstand des Magneto-Widerstandselements. Der Widerstandswert des Magneto-Widerstandselements wird als eine Anzeige der winkelmäßigen Position des Drosselventils erfaßt.In the Japanese unchecked Patent Application Publication 2-298815 is a Angle of rotation sensor disclosed as contactless Throttle position sensor is used. At the Throttle position sensor according to the Japanese Patent Application Publication 2-298815 is a magnetoresistive element, also referred to below as Magneto-resistance element or field plate element is referred to, based on a magnetic sensor (Magnetic sensor) and a magnet is on the front End of an axis arranged with a throttle valve in intermeshing engagement. The magnet is in one place arranged the magneto-resistance element opposite or facing it. Between one North pole N and a south pole S on arms of the magnet a magnetic field with uniform flux density generated. The magnetoresistive element is a part exposed to the magnetic field. If the one with the Throttle valve meshing axis when the throttle valve rotates turns, the magnetic field turns and consequently changes the resistance of the magneto-resistance element. The Resistance value of the magnetoresistive element is called a display of the angular position of the throttle valve detected.

In Fällen, bei denen das Ausgangssignal eines derartigen Drosselstellungssensors zur Motorsteuerung eingesetzt wird, ist es wünschenswert, eine Fehlfunktion des Sensors zu erkennen und Gegenmaßnahmen gegen die erfaßte Fehlfunktion zur Erzielung einer fehlersicheren Funktion vorzusehen. In der JP-A 2-298815 ist die Erfassung einer Fehlfunktion des Drosselstellungssensors nicht offenbart.In cases where the output signal is a such throttle position sensor for engine control is used, it is desirable to malfunction of the sensor and countermeasures against the detected malfunction to achieve a fail-safe Function. The detection is in JP-A 2-298815 a malfunction of the throttle position sensor disclosed.

In der japanischen ungeprüften Patentanmeldungsveröffentlichung 64-37607 ist ein Drosselstellungssensor mit einem Speicherraum innerhalb eines Drosselkörpers offenbart. Ein Verbinder ist an den Speicherraum angepaßt bzw. in diesen eingepaßt. Ein magnetisch empfindliches Element bzw. Magnetfeldsensorelement ist am Verbinder befestigt und liegt einem Permanentmagneten gegenüber. Das Magnetfeldsensorelement besitzt eine gemusterte Fläche, die anähernd parallel zu einem durch den Permanentmagneten erzeugten Magnetfeld liegt. Der Permanentmagnet dreht sich zusammen mit dem Drosselventil. Das durch das magnetisch empfindliche Element erfaßte Magnetfeld verändert sich in Übereinstimmung mit der Drehung des Drosselventils. Folglich stellt die Erfassung des Magnetfelds eine Anzeige der winkelmäßigen Position des Drosselventils bereit. In der JP-A 64-37607 ist die Erfassung einer Fehlfunktion des Drosselstellungssensors nicht offenbart. In the Japanese unchecked Patent Application Publication 64-37607 is a Throttle position sensor with a storage space inside a throttle body disclosed. A connector is on the Storage space adapted or fitted into this. On magnetically sensitive element or Magnetic field sensor element is attached to the connector and lies opposite a permanent magnet. The Magnetic field sensor element has a patterned area that approximately parallel to one through the permanent magnet generated magnetic field. The permanent magnet turns together with the throttle valve. That through the magnetic Sensitive element detected magnetic field changes in Correspondence with the rotation of the throttle valve. Consequently, the detection of the magnetic field provides an indication the angular position of the throttle valve. In JP-A 64-37607 is the detection of a malfunction of the Throttle position sensor not disclosed.

Aus der Offenlegungsschrift DE 40 04 086 A1 ist eine Signalauswertungseinrichtung bekannt, mittels der das Ausgangssignal eines Drosselklappen-Stellungssensors aus gewertet werden kann. Die Offenlegungsschrift JP 0020122205 AA offenbart eine Drehstellungs-Erfassungsein richtung, deren wesentlichen Elemente aus zwei gegenüber liegend angeordneten Magneten, die mit einem drehbaren Körper gekoppelt sind, und einer magnetoelektrischen Wandlereinrichtung in Form eines Hall-Elements bestehen.From the published patent application DE 40 04 086 A1 is a Known signal evaluation device, by means of which Output signal from a throttle valve position sensor off can be evaluated. JP 0020122205 AA discloses a rotational position detection direction, the essential elements of two opposite lying magnets arranged with a rotatable Bodies are coupled, and a magnetoelectric Transducer device in the form of a Hall element.

Eine Aufgabe vorliegender Erfindung besteht in der Bereitstellung einer guten bzw. gut funktionierenden elektrischen Steuereinrichtung. An object of the present invention is Providing a good or well functioning one electrical control device.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird gemäß dem Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegen stand der abhängigen Ansprüche. The object of the present invention is according to the Subject of independent claim 1 solved. Further advantageous embodiments of the invention are counter the dependent claims.

Gemäß einem ersten Aspekt vorliegender Erfindung wird eine elektrische Steuereinrichtung geschaffen, die eine Magnetfluß- bzw. Magnetfeld-Generatoreinrichtung zur Erzeugung eines magnetischen Flusses; einen bewegbaren Körper; ein erstes magnetisch/elektrisches Wandlerelement bzw. magnetoelektrisches Wandlerelement zur Erfassung einer bzw. der Größe des magnetischen Flusses, das auf die Bewegung des bewegbaren Körpers anspricht; ein zweites magnetisch/elektrisches Wandlerelement bzw. magnetoelektrisches Wandlerelement zum Erfassen der Größe des Magnetflusses, das auf die Bewegung des bewegbaren Körpers anspricht; und eine Steuersignal-Abgabeeinrichtung zum gegenseitigen Vergleichen eines vom ersten magnetoelektrischen Wandlerelement abgegebenen Erfassungssignals mit einem vom zweiten magnetoelektrischen Wandlerelement abgegebenen Erfassungssignal und zur Abgabe eines Signals, das zur Steuerung auf der Basis des Ergebnisses des Vergleichs erforderlich ist, aufweist.According to a first aspect of the present invention created an electrical control device that a Magnetic flux or magnetic field generator device for Generation of a magnetic flux; a movable one Body; a first magnetic / electrical converter element or magnetoelectric transducer element for detecting a or the magnitude of the magnetic flux that affects the Responsive to movement of the movable body; a second magnetic / electrical transducer element or magnetoelectric transducer element for detecting the size of the magnetic flux that is on the movement of the movable Appeals to the body; and a control signal output device for comparing one from the first emitted magnetoelectric transducer element Detection signal with one of the second magnetoelectric Transducer element output detection signal and for delivery of a signal to be controlled based on the Result of the comparison is required.

Gemäß einem zweiten Aspekt vorliegender Erfindung wird eine elektrische Steuereinrichtung geschaffen, die eine Magnetfluß-Erzeugungseinrichtung zum Erzeugen eines magnetischen Flusses; einen bewegbaren Körper; ein erstes magnetoelektrisches Wandlerelement zur Erfassung einer Größe des Magnetflusses, das auf eine Bewegung des bewegbaren Körpers anspricht; ein zweites magnetoelektrisches Wandlerelement, das an einer derartigen Position angeordnet ist, daß es eine Größe des Magnetflusses erfassen kann, die gleich groß ist wie die Größe des durch das erste magnetoelektrische Wandlerelement erfaßten Magnetflusses; und eine Steuersignal- Abgabeeinrichtung zum gegenseitigen Verarbeiten eines vom ersten magnetoelektrischen Wandlerelement abgegebenen Erfassungssignals und eines vom zweiten magnetoelektrischen Wandlerelement abgegebenen Erfassungssignals und zur Abgabe eines zur Steuerung auf der Basis des Verarbeitungsergebnisses erforderlichen Signals umfaßt.According to a second aspect of the present invention created an electrical control device that a Magnetic flux generating device for generating a magnetic flux; a movable body; a first magnetoelectric transducer element for detecting a Magnitude of the magnetic flux, which is due to a movement of the moving body appeals; a second magnetoelectric transducer element which is connected to such Position is that it is a size of Can detect magnetic flux, which is the same size as that Size of the through the first magnetoelectric transducer element detected magnetic flux; and a control signal Dispensing device for mutual processing of a first magnetoelectric transducer element Detection signal and one of the second magnetoelectric Transducer element output detection signal and for delivery one for control based on the Processing result required signal includes.

Gemäß einem dritten Aspekt, der nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, wird eine Einrichtung geschaffen, die ein bewegbares Drosselventil; eine Drosselstellungs-Sensoranordnung, die eine Einrichtung zur Erzeugung eines Magnetfelds aufweist; einen ersten, einem Anteil des Magnetfelds ausgesetzten Magnetsensor, der den Anteil des Magnetfelds erfaßt und ein hierfür repräsentatives erstes Erfassungssignal erzeugt; einen zweiten Magnetsensor, der einem Anteil des Magnetfelds ausgesetzt ist, diesen Anteil des Magnetfelds erfaßt und ein zweites, hierfür repräsentatives Erfassungssignal erzeugt; eine Einrichtung zum Verändern der Anteile des Magnetfelds, denen der erste bzw. der zweite Magnetsensor bzw. magnetische Sensor jeweils ausgesetzt werden, wobei diese Veränderung der Anteile in Abhängigkeit von einer Bewegung des Drosselventils erfolgt; und eine Einrichtung zum Vergleichen des ersten mit dem zweiten Erfassungssignal und zum Erfassen der Fehlerfreiheit bzw. einer Fehlfunktion der Drosselpositions-Sensoranordnung in Abhängigkeit vom Ergebnis des Vergleichs aufweist.According to a third aspect, which is not the subject of the present invention created a facility that is a movable Throttle valve; a throttle position sensor assembly that has a device for generating a magnetic field; a first, exposed to a portion of the magnetic field Magnetic sensor that detects the proportion of the magnetic field and a representative first detection signal generated for this; a second magnetic sensor, which is part of the Magnetic field is exposed to this portion of the magnetic field recorded and a second representative of this Detection signal generated; a device for changing the proportions of the magnetic field to which the first or the second magnetic sensor or magnetic sensor each be suspended, this change in proportions in Depending on a movement of the throttle valve occurs; and means for comparing the first to the second detection signal and for detecting the Error-free or a malfunction of the Throttle position sensor arrangement depending on Showing the result of the comparison.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:The invention is described below with reference to Embodiments with reference to the drawings explained in more detail. Show it:

Fig. 1 eine Schnittansicht eines Drosselstellungssensors gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung, Fig. 1 is a sectional view of a throttle position sensor according to a first embodiment of the present invention,

Fig. 2 eine auseinandergezogen dargestellte Ansicht eines Gehäuses des in Fig. 1 dargestellten Drosselstellungssensors, Fig. 2 is a view of a housing of the throttle position sensor shown in Fig. 1, shown pulled apart

Fig. 3 eine entlang der Linien F-F in Fig. 1 aufgenommene Schnittansicht des Gehäuses, Figure 3 is a view taken along lines FF in Fig. 1 sectional view. Of the housing,

Fig. 4 eine entlang der Linien G-G in Fig. 1 aufgenommene Schnittansicht des Gehäuses, Fig. 4 is a taken along line GG in FIG. 1-sectional view of the housing,

Fig. 5 eine entlang der Linien A-B-C-A in Fig. 1 aufgenommene Schnittansicht des Drosselstellungssensors, Figure 5 is a view taken along lines ABCA in Fig. 1 sectional view. The throttle position sensor,

Fig. 6 eine entlang der Linien D-E-C-A in Fig. 1 aufgenommene Schnittansicht des Drosselstellungssensors, Fig. 6 is a taken along the lines DECA in Fig. 1 sectional view of the throttle position sensor,

Fig. 7 eine entlang der Linien H-H in Fig. 5 aufgenommene Schnittansicht des Drosselstellungssensors, Fig. 7 a taken along the lines HH in Fig. 5 taken sectional view of the throttle position sensor,

Fig. 8 eine Draufsicht auf Magneten in dem in Fig. 1 gezeigten Drosselstellungssensor, Fig. 8 is a plan view of the magnet in the structure shown in FIG. 1, throttle position sensor,

Fig. 9 eine perspektivische Ansicht von Magneten und Hall-Elementen in dem in Fig. 1 dargestellten Drosselstellungssensor, Fig. 9 is a perspective view of magnets and Hall elements in the embodiment shown in FIG. 1, throttle position sensor,

Fig. 10 eine Diagrammdarstellung der Beziehung zwischen einer Ausgangsspannung eines Hall-Elements und einem Drehwinkel eines Drosselventils in dem in Fig. 1 gezeigten Drosselstellungssensor, Fig throttle position sensor is a diagram showing the relationship between an output voltage of a Hall element and a rotation angle of a throttle valve in the in Fig. 1 shown. 10,

Fig. 11 eine schematische Darstellung einer Sensorschaltung in dem in Fig. 1 gezeigten Drosselstellungssensor, Fig. 11 is a schematic representation of a sensor circuit in the example shown in FIG. 1, throttle position sensor,

Fig. 12 eine schematische Darstellung der Beziehung zwischen den Erfassungsausgangssignalen des in Fig. 1 gezeigten Drosselstellungssensors und des Ausmaßes der Öffnung eines Drosselventils, Fig. 12 is a schematic representation of the relationship between the detection output signals of the throttle position sensor and shown in Fig. 1 of the degree of opening of a throttle valve,

Fig. 13 eine Draufsicht auf Magnete und Magnetflußlinien in dem in Fig. 1 gezeigten Drosselstellungssensor, Fig. 13 is a top view of magnets and magnetic flux in the in Fig. 1 shown throttle position sensor,

Fig. 14 eine Draufsicht auf eine Anordnung von Magneten und einem Rotor, die während Experimenten eingesetzt wird, Fig. 14 is a plan view of an arrangement of magnets and a rotor that is used during experiments

Fig. 15 eine schematische Darstellung der Beziehung zwischen der Rate einer Veränderung des Ausgangssignals eines Hall-Elements und den Verlagerungen des Hall- Elements, die mit Hilfe der mit Fig. 14 in Zusammenhang stehenden Experimente erhalten wurde, FIG. 15 is a diagram showing the relationship between the rate of change in the output of a Hall element and the displacement of the Hall element obtained with the experiments related to FIG. 14;

Fig. 16 eine Draufsicht auf eine während der Durchführung von Experimenten benutzte Anordnung von Magneten und einem Rotor, Fig. 16 is a plan view of a used during the performance of experiments array of magnets and a rotor,

Fig. 17 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen der Rate einer Veränderung des Ausgangssignals eines Hall-Elements und der Verlagerung des Hall-Elements, die mit Hilfe der mit Fig. 16 in Zusammenhang stehenden Experimente erhalten wurde, FIG. 17 is a graph showing the relationship between the rate of change in the output of a Hall element and the displacement of the Hall element obtained by the experiments related to FIG. 16 .

Fig. 18 eine Draufsicht auf Magnete und Magnetflußlinien bei einem zweiten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Drosselstellungssensors, Fig. 18 is a top view of magnets and magnetic flux in a second embodiment of the throttle position sensor according to the invention,

Fig. 19 eine Draufsicht auf Magnete und ein Hall- Element bei einem Drosselstellungssensor gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung, Fig. 19 is a plan view of the magnets and a Hall element with a throttle position sensor according to a third embodiment of the present invention,

Fig. 20 eine perspektivische Darstellung einer ein viertes Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung darstellenden Einrichtung, Fig. 20 is a perspective view of a fourth embodiment of the present invention performing means,

Fig. 21 ein Blockschaltbild eines elektrischen Abschnitts des vierten Ausführungsbeispiels der Einrichtung, Fig. 21 is a block diagram of an electric portion of the fourth embodiment of the device,

Fig. 22 ein Ablaufdiagramm einer Drosselsteuerungsroutine einer Programmsteuerung mit Hilfe einer Zentraleinheit CPU bei der in Fig. 21 gezeigten Einrichtung, und Fig. 22 is a flowchart of a throttle control routine of a control program using a CPU in the in Fig. 21 means shown, and

Fig. 23 ein Blockschaltbild einer Einrichtung gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung. Fig. 23 is a block diagram of a device according to a fifth embodiment of the present invention.

Im folgenden wird ein erstes Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung beschrieben.The following is a first embodiment described the present invention.

Gemäß der Darstellung in den Fig. 1 und 2 besitzt ein Drosselstellungssensor (Drosselventil-Stellungssensor oder -Positionssensor) ein Paar halbzylindrische Permanentmagnete 2a und 2b, die aus Seltenerd-Material wie etwa einem auf Nd-Fe-B basierenden Material hergestellt sind. Wie in den Fig. 2 und 3 gezeigt ist, liegen sich die Magnete 2a und 2b einander gegenüber, um eine zylindrische Magnet-Konfiguration zu bilden. Der Drosselstellungssensor weist weiterhin ein Gehäuse 6 auf, das als erstes Befestigungselement zur Anbringung des zylindrischen Magnets an einem Ende einer drehbaren Welle oder Achse 4 eines Drosselventils dient. Zusätzlich weist der Drosselstellungssensor ein Gehäuse 10 auf, das aus Kunstharz besteht und als ein zweites Befestigungselement dient. Genauer gesagt besitzt das Gehäuse 10 einen Innenraum. Zwei Hall-Elemente 8a und 8b sind in einem zentralen Bereich im Innenraum des Gehäuses 10 aufgenommen bzw. angeordnet.As shown in FIGS. 1 and 2 has a throttle position sensor (throttle position sensor or -Positionssensor) a pair of semi-cylindrical permanent magnets 2 a and 2 b, which such as a based on Nd-Fe-B material are made of rare-earth material. As shown in FIGS. 2 and 3, the magnets 2 a and 2 b face each other to form a cylindrical magnet configuration. The throttle position sensor also has a housing 6 , which serves as the first fastening element for attaching the cylindrical magnet to one end of a rotatable shaft or axis 4 of a throttle valve. In addition, the throttle position sensor has a housing 10 which is made of synthetic resin and serves as a second fastening element. More specifically, the housing 10 has an interior. Two Hall elements 8 a and 8 b are received or arranged in a central area in the interior of the housing 10 .

Wie am besten aus Fig. 2 ersichtlich ist, weist das Gehäuse 6 einen Aufnehmer bzw. Halter 12, einen Rotor 14 und einen Zwischenring bzw. Sprengring (cisclip) 16 auf. Der Halter 12 ist aus Harz bzw. Kunstharz hergestellt und besitzt eine zylindrische Gestalt mit einem Durchmesser, der ungefähr gleich groß ist wie der Durchmesser der zylindrischen Konfiguration der Magnete 2a und 2b. Der Halter 12 besitzt Öffnungen 12a und 12b zum Aufnehmen der Magnete 2a und 2b. Der Rotor 14 besteht aus Eisen und besitzt eine zylindrische Hülse mit einem axialen Loch 14a zum Aufnehmen des Halters 12. Wie am besten aus Fig. 4 ersichtlich ist, besitzen die Innenflächen eines unteren Teils des Rotors 14 eine umfangsmäßig verlaufende Rille 14b, in die der Ring bzw. Cisclip 16 eingepaßt werden kann. Die Achse 4 des Drosselventils besitzt eine umfangsmäßig verlaufende Rille 4a, in die der Ring 16 einpaßbar ist.As can best be seen from FIG. 2, the housing 6 has a receiver or holder 12 , a rotor 14 and an intermediate ring or snap ring (cisclip) 16 . The holder 12 is made of resin or synthetic resin and has a cylindrical shape with a diameter which is approximately the same size as the diameter of the cylindrical configuration of the magnets 2 a and 2 b. The holder 12 has openings 12 a and 12 b for receiving the magnets 2 a and 2 b. The rotor 14 is made of iron and has a cylindrical sleeve with an axial hole 14 a for receiving the holder 12 . As can best be seen from FIG. 4, the inner surfaces of a lower part of the rotor 14 have a circumferential groove 14 b, into which the ring or cis clip 16 can be fitted. The axis 4 of the throttle valve has a circumferential groove 4 a, into which the ring 16 can be fitted.

Die Achse 4 des Drosselventils besitzt einen Abschnitt mit größerem Durchmesser, einen Abschnitt mit kleinerem Durchmesser und einen sich konisch verjüngenden Abschnitt, der sich zwischen dem Abschnitt größeren Durchmessers und dem Abschnitt kleineren Durchmessers befindet. Der Abschnitt kleineren Durchmessers bildet ein Ende der Achse 4. Die umfangsmäßig verlaufende Rille 4a ist am Abschnitt größeren Durchmessers der Achse 4 angeordnet. Das Ende der Achse 4 besitzt zwei einander gegenüberliegende, bogenförmige Seiten und zwei parallele, flache Seiten.The axis 4 of the throttle valve has a section with a larger diameter, a section with a smaller diameter and a conically tapering section which is located between the section of larger diameter and the section of smaller diameter. The section of smaller diameter forms one end of the axis 4 . The circumferential groove 4 a is arranged on the portion of the larger diameter of the axis 4 . The end of the axis 4 has two opposite, arcuate sides and two parallel, flat sides.

Der Halter 12 weist eine untere Öffnung auf, die formmäßig an das Ende der Achse 4 des Drosselventils angepaßt ist bzw. mit dieser übereinstimmt. Die untere Öffnung des Halters 12 kann das Ende der Achse 4 in satter Anlage aufnehmen.The holder 12 has a lower opening, which is adapted to the shape of the end of the axis 4 of the throttle valve or corresponds to it. The lower opening of the holder 12 can receive the end of the axis 4 in full contact.

Während des Zusammenbaus des Drosselstellungssensors werden die Magnete 2a und 2b in die Öffnungen 12a und 12b des Halters 12 eingepaßt. Danach wird der Halter 12 mit den Magneten 2a und 2b unter Kraftanwendung in den Rotor 14 eingebracht. Ein oberer Abschnitt des Rotors 14 wird nach innen gepreßt, um eine Herausbewegung des Halters 12 aus dem Rotor 14 zu verhindern. Nachfolgend wird die äußere Kante des (unterbrochenen) Rings 16 in die Rille 14b in den Innenflächen des Rotors 14 eingepaßt. Der Rotor 14 mit dem Halter 12 wird auf die Achse 4 des Drosselventils unter Kraftanwendung aufgebracht, während das Ende der Achse 4 in die untere Öffnung des Halters 12 eingepaßt wird. Ein innerer Rand des Rings 16 wird in die Rille 4a der Achse 4 eingepaßt. Als Ergebnis sind die Magnete 2a und 2b konzentrisch am Ende der Achse 4 des Drosselventils befestigt (siehe Fig. 3). In Fig. 3 bezeichnet das Bezugszeichen "O" die Mittelachse der Welle bzw. Achse 4.During the assembly of the throttle position sensor, the magnets 2 a and 2 b are fitted into the openings 12 a and 12 b of the holder 12 . The holder 12 with the magnets 2 a and 2 b is then introduced into the rotor 14 using force. An upper portion of the rotor 14 is pressed inward to prevent the holder 12 from moving out of the rotor 14 . Subsequently, the outer edge of the (broken) ring 16 is fitted into the groove 14 b in the inner surfaces of the rotor 14 . The rotor 14 with the holder 12 is applied to the axis 4 of the throttle valve with the application of force, while the end of the axis 4 is fitted into the lower opening of the holder 12 . An inner edge of the ring 16 is fitted into the groove 4 a of the axis 4 . As a result, the magnets 2 a and 2 b are concentrically attached to the end of the axis 4 of the throttle valve (see Fig. 3). In FIG. 3, the reference symbol "O" denotes the central axis of the shaft or axis 4 .

Wie am besten aus Fig. 2 ersichtlich ist, besitzt der Halter 12 ein Paar von einander diametral gegenüberliegenden Rippen 12c und 12d, die sich axial zwischen den Öffnungen 12a und 12b erstrecken. Die Rippen 12c und 12d besitzen vorbestimmte umfangsmäßige Abmessungen und dienen als Abstandshalter, durch die benachbarte Enden der Magnete 2a und 2b in Umfangsrichtung in gegenseitigem Abstand gehalten werden, wie dies aus Fig. 3 ersichtlich ist.As can best be seen from Fig. 2, the holder 12 has a pair of diametrically opposite ribs 12 c and 12 d, which extend axially between the openings 12 a and 12 b. The ribs 12 c and 12 d have predetermined circumferential dimensions and serve as spacers, by means of which adjacent ends of the magnets 2 a and 2 b are held at a mutual distance in the circumferential direction, as can be seen from FIG. 3.

Das Gehäuse 10 ist an einem Drosselkörper angebracht und so ausgelegt, daß die Hall-Elemente 8a und 8b in einem zentralen Bereich bezüglich der zylindrischen Konfiguration aus den Magneten 2a und 2b angeordnet werden können. Wie im weiteren Text beschrieben ist, ist im Gehäuse 10 eine elektrische Schaltung zum Verarbeiten der Ausgangssignale der Hall-Elemente 8a und 8b untergebracht, die die winkelmäßige Position oder den Drehwinkel der Achse 4 des Drosselventils repräsentieren.The housing 10 is attached to a throttle body and designed so that the Hall elements 8 a and 8 b can be arranged in a central area with respect to the cylindrical configuration of the magnets 2 a and 2 b. As described in the further text, an electrical circuit for processing the output signals of the Hall elements 8 a and 8 b, which represent the angular position or the angle of rotation of the axis 4 of the throttle valve, is accommodated in the housing 10 .

Unter Bezugnahme auf die Fig. 1, 5, 6 und 7 wird das Innere des Gehäuses 10 näher beschrieben. Im Gehäuse 10 ist ein inneres Gehäuse 20 aufgenommen, das aus nichtmagnetischem, elektrisch leitendem Material hergestellt ist. Vier Durchführungs-Kapazitäten bzw. - Kondensatoren 18 sind mit Hilfe eines Lötmittels oder dergleichen elektrisch mit dem inneren Gehäuse (Innengehäuse) 20 verbunden und mechanisch an diesem befestigt. Das innere Gehäuse 20 besitzt eine zentrale Öffnung 20a, die eine Positionierung der Hall-Elemente 8a und 8b unterhalb des inneren Gehäuses 20 ermöglicht. Äußere Kanten bzw. Ränder des inneren Gehäuses 20 besitzen Öffnungen für die Anbringung des Gehäuses 20 am Gehäuse 10. Die Hall-Elemente 8a und 8b, Signalverarbeitungsschaltungsteile 23 und vier Anschlüsse 24 sind auf einer gedruckten Schaltplatine 27 vorgesehen, die im inneren Gehäuse 20 untergebracht ist. Die Hall- Elemente 8a und 8b sind fest innerhalb eines Halters 25 angeordnet, der auf der gedruckten Schaltplatine bzw. Druckschaltungsplatte (Leiterplatte) 27 montiert ist. Das innere Gehäuse 20 und die gedruckte Schaltplatine 27 sind mittels Schrauben 29 am Gehäuse 10 befestigt.With reference to FIGS. 1, 5, 6 and 7, the interior of the housing 10 will be described in more detail. In the housing 10 , an inner housing 20 is received, which is made of non-magnetic, electrically conductive material. Four bushing capacitors or capacitors 18 are electrically connected to the inner housing (inner housing) 20 with the aid of a solder or the like and are mechanically fastened to the latter. The inner housing 20 has a central opening 20 a, which enables positioning of the Hall elements 8 a and 8 b below the inner housing 20 . Outer edges of the inner housing 20 have openings for attaching the housing 20 to the housing 10 . The Hall elements 8 a and 8 b, signal processing circuit parts 23 and four connections 24 are provided on a printed circuit board 27 which is accommodated in the inner housing 20 . The Hall elements 8 a and 8 b are fixedly arranged within a holder 25 , which is mounted on the printed circuit board or printed circuit board (printed circuit board) 27 . The inner housing 20 and the printed circuit board 27 are fastened to the housing 10 by means of screws 29 .

Der Halter 25 hält die Hall-Elemente 8a und 8b auf der gedruckten Schaltplatine 27. Während der Anbringung des Gehäuses 10 am Drosselkörper dient der Halter 25 zur Ausrichtung der Mitte der die Hall-Elemente 8a und 8b enthaltenden Anordnung mit der Mitte der zylindrischen Konfiguration aus den Magneten 2a und 2b. Wie in Fig. 7 gezeigt ist, besitzt der Halter 25 einen Riegel 25a, durch den die Hall-Elemente 8a und 8b gegen eine Seitenwand des Halters 25 gedrückt werden. Folglich sind die Hall-Elemente 8a und 8b innerhalb des Halters 25 befestigt und angeordnet.The holder 25 holds the Hall elements 8 a and 8 b on the printed circuit board 27 . During the attachment of the housing 10 to the throttle body, the holder 25 serves to align the center of the arrangement containing the Hall elements 8 a and 8 b with the center of the cylindrical configuration made of the magnets 2 a and 2 b. As shown in Fig. 7, the holder 25 has a latch 25 a, through which the Hall elements 8 a and 8 b are pressed against a side wall of the holder 25 . Consequently, the Hall elements 8 a and 8 b are attached and arranged within the holder 25 .

Das Gehäuse 10 besitzt einen Verbinder- oder Verbindungsabschnitt 31 zur Schaffung einer elektrischen Verbindung zwischen dem Drosselstellungssensor und einer externen Vorrichtung. Der Verbindungsabschnitt 31 besitzt vier Verbinder- bzw. Verbindungsanschlüsse 32, die jeweils über die Durchführungs-Kondensatoren 18 mit den Anschlüssen 24 auf der gedruckten Schaltplatine 27 elektrisch verbunden sind. Die Verbindungsanschlüsse 32 ermöglichen eine Versorgungsspannungszuführung von einer äußeren Spannungsversorgung zu den Schaltungsteilen 23 auf der gedruckten Schaltplatine 27. Zusätzlich ermöglichen die Verbindungsanschlüsse 32 die Übertragung von Ausgangssignalen des Drosselstellungssensors zu einer äußeren Vorrichtung.The housing 10 has a connector portion 31 to provide an electrical connection between the throttle position sensor and an external device. The connecting section 31 has four connector terminals 32 , which are each electrically connected to the terminals 24 on the printed circuit board 27 via the feed-through capacitors 18 . The connection terminals 32 enable a supply voltage to be supplied from an external voltage supply to the circuit parts 23 on the printed circuit board 27 . In addition, the connection terminals 32 enable output signals of the throttle position sensor to be transmitted to an external device.

Das Gehäuse 10 besitzt eine obere Öffnung 10b, in die eine Gummieinlage bzw. eine Gummidichtung 34 eingepaßt ist. Die Dichtung 34 erstreckt sich oberhalb der gedruckten Schaltplatine 27. Eine aus magnetischem Material bestehende Abdeckung 35 ist oberhalb der Dichtung 34 angeordnet. Ränder der Dichtung 34 und der Abdeckung 35 sind auf einer Stufe bzw. einer Schulter in den Wänden des Gehäuses 10 angeordnet. Obere Ränder bzw. Kanten des Gehäuses 10 werden erhitzt und unter Druck gesetzt, so daß die Dichtung 34 und die Abdeckung 35 fest zwischen den oberen Rändern des Gehäuses 10 und der Stufe im Gehäuse 10 gehalten werden. Die Dichtung 34 und das innere Gehäuse 20 bilden einen abgedichteten Innenraum, in dem die gedruckte Schaltplatine 27 aufgenommen ist. Gegen Dampf schützendes Material wie etwa "humi-seal" (Dampfsperre) ist auf der gedruckten Schaltplatine 27 angeordnet oder dieser zugesetzt, um ein Feuchtwerden des abgedichteten Innenraums zu verhindern. Wie in den Fig. 5 und 6 gezeigt ist, ist das Gehäuse 10 mit einem Paar von Verbindungsabschnitten 10c ausgebildet bzw. ausgestattet, in die eine Buchse bzw. Hülse 38 eingebettet ist. Die Verbindungsabschnitte 10c sind am Drosselkörper angebracht, so daß das Gehäuse 10 an diesem befestigt ist.The housing 10 has an upper opening 10 b, into which a rubber insert or a rubber seal 34 is fitted. The seal 34 extends above the printed circuit board 27 . A cover 35 made of magnetic material is arranged above the seal 34 . Edges of the seal 34 and the cover 35 are arranged on a shoulder in the walls of the housing 10 . Upper edges of the housing 10 are heated and pressurized so that the seal 34 and cover 35 are held firmly between the upper edges of the housing 10 and the step in the housing 10 . The seal 34 and the inner housing 20 form a sealed interior in which the printed circuit board 27 is received. Vapor-protecting material such as "humi-seal" (vapor barrier) is arranged on or added to the printed circuit board 27 in order to prevent the sealed interior from becoming damp. As shown in FIGS. 5 and 6, the housing 10 is formed or equipped with a pair of connecting sections 10 c, in which a bush 38 is embedded. The connecting portions 10 c are attached to the throttle body, so that the housing 10 is attached to it.

Während des Zusammenbaus des Drosselstellungssensors werden die Magnete 2a und 2b, wie zuvor beschrieben, am Ende der Achse 4 des Drosselventils unter Benutzung des Gehäuses 6 befestigt. Dann wird das Gehäuse 10 um das Gehäuse 6 herum angeordnet. Das Gehäuse 10 wird am Drosselkörper befestigt. Als Ergebnis sind die Hall- Elemente 8a und 8b innerhalb des kreisförmigen Raums angeordnet, der durch die kreisförmige Gestaltung 2a und 2b definiert ist.During the assembly of the throttle position sensor, the magnets 2 a and 2 b, as previously described, are attached to the end of the axis 4 of the throttle valve using the housing 6 . Then the housing 10 is arranged around the housing 6 . The housing 10 is attached to the throttle body. As a result, the Hall elements 8 a and 8 b are arranged within the circular space, which is defined by the circular design 2 a and 2 b.

Wie in Fig. 8 gezeigt ist, sind die Magnete 2a und 2b derart gestaltet, daß an den Magneten 2a und 2b ein Nordpol bzw. ein Südpol gebildet ist. Folglich erzeugen die Magnete 2a und 2b ein Magnetfeld im kreisförmigen Raum der zylindrischen Gestaltung der Magnete 2a und 2b, das sich in einer Richtung senkrecht zur Axialrichtung erstreckt. Die Hall-Elemente 8a und 8b sind bezüglich der Drehachse des Rotors 14 (der Drehachse der Achse 4 des Drosselventils) symmetrisch angeordnet und liegen parallel zu Ebenen entlang der Drehachse des Rotors 14, so daß die Hall- Elemente 8a und 8b Anteile des rechtwinklig zur Drehachse des Rotors 14 verlaufenden Magnetfelds in gleicher Weise erfassen können.As shown in Fig. 8, the magnets 2 a and 2 b are designed such that a north pole and a south pole are formed on the magnets 2 a and 2 b. Consequently, the magnets 2 a and 2 b generate a magnetic field in the circular space of the cylindrical design of the magnets 2 a and 2 b, which extends in a direction perpendicular to the axial direction. The Hall elements 8 a and 8 b are arranged symmetrically with respect to the axis of rotation of the rotor 14 (the axis of rotation of the axis 4 of the throttle valve) and are parallel to planes along the axis of rotation of the rotor 14 , so that the Hall elements 8 a and 8 b Portions of the magnetic field running perpendicular to the axis of rotation of the rotor 14 can be detected in the same way.

Wenn sich die Achse 4 des Drosselventils dreht, drehen sich die Magnete 2a und 2b um die durch die Hall-Elemente 8a und 8b gebildete Anordnung, so daß sich die Richtungen der Anteile des Magnetfelds bezüglich der magnetisch empfindlichen Ebenen der Hall-Elemente 8a und 8b ändern (siehe Fig. 9). Die Einfallswinkel der Magnetfeldanteile bezüglich der magnetisch empfindlichen Ebenen der Hall- Elemente 8a und 8b wird im folgenden als "θ" bezeichnet, wie dies in Fig. 9 dargestellt ist. Die Spannung bzw. Amplitude VH eines Ausgangssignals der durch die Hall- Elemente 8a und 8b gebildeten Anordnung ändert sich in Abhängigkeit von dem Einfallswinkel "θ" gemäß der nachstehenden Gleichung:
When the axis 4 of the throttle valve rotates, the magnets 2 a and 2 b rotate around the arrangement formed by the Hall elements 8 a and 8 b, so that the directions of the components of the magnetic field with respect to the magnetically sensitive levels of the Hall Change elements 8 a and 8 b (see Fig. 9). The angle of incidence of the magnetic field components with respect to the magnetically sensitive planes of the Hall elements 8 a and 8 b is referred to below as "θ", as shown in FIG. 9. The voltage or amplitude VH of an output signal of the arrangement formed by the Hall elements 8 a and 8 b changes depending on the angle of incidence "θ" according to the following equation:

VH = VA.sinθ (1),
VH = VA.sinθ (1),

wobei VA eine vorbestimmte Konstante bezeichnet. Wie in Fig. 10 gezeigt ist, ändert sich die Ausgangsspannung VH der Hall-Elemente von -VA bis +VA entlang einer sinusförmigen Kurve, wenn sich die Achse 4 des Drosselventils von einer Winkelstellung von -90° zu einer Winkelposition von +90° dreht.where VA denotes a predetermined constant. As shown in Fig. 10, the output voltage VH of the Hall elements changes from -VA to + VA along a sinusoidal curve when the axis 4 of the throttle valve rotates from an angular position of -90 ° to an angular position of + 90 ° ,

Ein Schaltungsmuster und die Schaltungsteile 23 auf der gedruckten Schaltplatine 27 bilden eine Sensorschaltung, die zur Betätigung bzw. Speisung der Hall-Elemente 8a und 8b sowie zur Abgabe von Signalen dient, die die erfaßte Stellung des Drosselventils repräsentieren.A circuit pattern and the circuit parts 23 on the printed circuit board 27 form a sensor circuit which serves to actuate or feed the Hall elements 8 a and 8 b and to emit signals which represent the detected position of the throttle valve.

Wie in Fig. 11 gezeigt ist, besitzt die Sensorschaltung jeweils Abschnitte 50 bzw. 60 für die Hall-Elemente 8a und 8b. Die zuvor bereits erwähnten Anschlüsse 24 der gedruckten Schaltplatine 27 sind nun jeweils durch Bezugszahlen 24a, 24b, 24c bzw. 24d repräsentiert. Die Anschlüsse 24a und 24b werden zur Übertragung von Ausgangssignalen der Sensorabschnitte 50 bzw. 60 eingesetzt. Die Anschlüsse 24c und 24d werden als Spannungsversorgungsanschlüsse benutzt, d. h. als positiver Spannungsversorgungsanschluß bzw. als Masseanschluß.As shown in Fig. 11, the sensor circuit has sections 50 and 60 for the Hall elements 8 a and 8 b. The previously mentioned connections 24 of the printed circuit board 27 are now represented by reference numerals 24 a, 24 b, 24 c and 24 d, respectively. The connections 24 a and 24 b are used to transmit output signals from the sensor sections 50 and 60, respectively. The connections 24 c and 24 d are used as voltage supply connections, ie as a positive voltage supply connection or as a ground connection.

Eine Leitung (Leitung A Vcc) für die positive Versorgungsspannung, die sich vom Anschluß 24c erstreckt, ist auf der gedruckten Schaltplatine 27 in zwei Leitungen aufgeteilt, die jeweils mit den Schaltungsabschnitten 50 bzw. 60 verbunden sind. Zusätzlich ist eine Masseleitung (eine Leitung Gnd), die sich vom Anschluß 24d erstreckt, auf der gedruckten Schaltplatine 27 in zwei Leitungen aufgeteilt, die jeweils mit den Schaltungsabschnitten 50 bzw. 60 verbunden sind. Ein Kondensator bzw. eine Kapazität C1 ist zwischen die Leitung Vcc und die Leitung Gnd geschaltet und dient zur Beseitigung von Störungen auf der Leitung Vcc. A line (line A Vcc) for the positive supply voltage, which extends from the terminal 24 c, is divided on the printed circuit board 27 into two lines, which are connected to the circuit sections 50 and 60 , respectively. In addition, a ground line (a line Gnd) extending from the terminal 24 d on the printed circuit board 27 is divided into two lines, which are connected to the circuit sections 50 and 60 , respectively. A capacitor or a capacitor C1 is connected between the line Vcc and the line Gnd and serves to eliminate interference on the line Vcc.

Der Schaltungsabschnitt 50 weist eine Temperaturkompensationsschaltung 51, eine Treiberschaltung 52, eine Pufferschaltung 53, eine Differenzverstärkerschaltung 54, eine Bezugsspannungs- Erzeugungsschaltung 55 und eine Filterschaltung 56 auf. Die Temperaturkompensationsschaltung 51 besitzt ein Netzwerk, das aus einem temperaturempfindlichen Widerstand R1 und allgemeinen festen Widerständen R2 bis R6 besteht. Das Widerstandsnetzwerk ist zwischen die Leitung Vcc und die Leitung Gnd geschaltet. Der temperaturempfindliche Widerstand R1 besitzt positive Temperaturkennlinie. Die Temperaturkompensationsschaltung 51 erzeugt eine temperaturkompensierte Bezugsspannung V11. Die Treiberschaltung 52 folgt der Temperaturkompensationsschaltung 51 nach und weist einen Operationsverstärker OP1 und einen Widerstand R7 auf. Die Treiberschaltung 52 erzeugt einen Konstantstrom auf der Basis der Referenzspannung V11 und speist das Hall-Element 8a für dessen Ansteuerung mit dem konstanten Strom. Das Hall-Element 8a besitzt Ausgangsanschlüsse, denen die Pufferschaltung 53 nachgeschaltet ist, die mit der Differenzverstärkerschaltung 54 verbunden ist.The circuit section 50 has a temperature compensation circuit 51 , a driver circuit 52 , a buffer circuit 53 , a differential amplifier circuit 54 , a reference voltage generation circuit 55 and a filter circuit 56 . The temperature compensation circuit 51 has a network consisting of a temperature sensitive resistor R1 and general fixed resistors R2 to R6. The resistor network is connected between the Vcc line and the Gnd line. The temperature-sensitive resistor R1 has a positive temperature characteristic. The temperature compensation circuit 51 generates a temperature-compensated reference voltage V11. The driver circuit 52 follows the temperature compensation circuit 51 and has an operational amplifier OP1 and a resistor R7. The driver circuit 52 generates a constant current on the basis of the reference voltage V11 and feeds the Hall element 8 a for its control with the constant current. The Hall element 8 a has output connections, which is followed by the buffer circuit 53 , which is connected to the differential amplifier circuit 54 .

Die Pufferschaltung 53 weist Operationsverstärker OP2 und OP3 sowie Widerstände R8 bis R10 auf. Spannungen an den Ausgangsanschlüssen des Hall-Elements 8a werden über die Pufferschaltung 53 an zwei jeweilige Eingangsanschlüsse der Differenzverstärkerschaltung 54 angelegt. Die Differenzverstärkerschaltung 54 besitzt einen Operationsverstärker OP4, einen Transistor TR1 und Widerstände R11 bis R17. Die Differenzverstärkerschaltung 54 gibt ein Signal ab, das den Unterschied zwischen den Ausgangsspannungen des Hall-Elements 8a repräsentiert.The buffer circuit 53 has operational amplifiers OP2 and OP3 and resistors R8 to R10. Voltages at the output connections of the Hall element 8 a are applied via the buffer circuit 53 to two respective input connections of the differential amplifier circuit 54 . The differential amplifier circuit 54 has an operational amplifier OP4, a transistor TR1 and resistors R11 to R17. The differential amplifier circuit 54 outputs a signal that represents the difference between the output voltages of the Hall element 8 a.

Die Bezugsspannungs-Erzeugungsschaltung 55 weist eine Reihenkombination bzw. -Schaltung aus Widerständen R18 und R19 auf, die zwischen die Leitung Vcc und die Leitung Gnd geschaltet sind. Durch die Kombination aus den Widerständen R18 und R19 wird aus der Versorgungsspannung Vcc eine Bezugsspannung V12 gewonnen. Die Bezugsspannungs- Erzeugungsschaltung 55 weist weiterhin einen Operationsverstärker OP5 auf, der unter Heranziehung der Bezugsspannung V12 eine angehobene oder verstärkte Ausgangsspannung der Differenzverstärkerschaltung 54 bereitstellt. Die Filterschaltung 56 ist zwischen die Differenzverstärkerschaltung 54 und den Ausgangsanschluß 24a geschaltet und umfaßt ein Netzwerk aus einem Kondensator bzw. einer Kapazität C2 und Widerständen R20 und R21. Ein Lastwiderstand RL1 ist zwischen den Ausgangsanschluß 24a und den Masseanschluß 24d geschaltet. Die Ausgangsspannung der Differenzverstärkerschaltung 54 wird an den Ausgangsanschluß 24a über die Filterschaltung 56 angelegt. Die Spannung am Ausgangsanschluß 24a, d. h. der Spannungsabfall am Lastwiderstand RL1 wird als Erfassungsspannungssignal V1 eingesetzt, das das Ausmaß der durch das Drosselventil geschaffenen Öffnung oder die winkelmäßige Position des Drosselventils repräsentiert.The reference voltage generating circuit 55 has a series combination of resistors R18 and R19 connected between the line Vcc and the line Gnd. The combination of the resistors R18 and R19 produces a reference voltage V12 from the supply voltage Vcc. The reference voltage generation circuit 55 also has an operational amplifier OP5, which provides a boosted or amplified output voltage of the differential amplifier circuit 54 using the reference voltage V12. The filter circuit 56 is connected between the differential amplifier circuit 54 and the output terminal 24 a and comprises a network of a capacitor or a capacitor C2 and resistors R20 and R21. A load resistor RL1 is connected between the output terminal 24 a and the ground terminal 24 is switched d. The output voltage of the differential amplifier circuit 54 is applied to the output terminal 24 a via the filter circuit 56 . The voltage at the output terminal 24 a, ie the voltage drop across the load resistor RL1 is used as the detection voltage signal V1, which represents the extent of the opening created by the throttle valve or the angular position of the throttle valve.

Der Schaltungsabschnitt 60 besitzt eine Temperaturkompensationsschaltung 61, eine Treiberschaltung 62, eine Pufferschaltung 63, eine Differenzverstärkerschaltung 64, eine Bezugsspannungs- Erzeugungsschaltung 65 und eine Filterschaltung 66. Die Temperaturkompensationsschaltung 61 besitzt ein Netzwerk aus einem temperaturempfindlichen Widerstand R31 und allgemeinen festen Widerständen R32 bis R36. Das Widerstandsnetzwerk ist zwischen die Leitung Vcc und die Leitung Gnd geschaltet. Der temperaturempfindliche Widerstand R31 besitzt positive Temperaturkennlinie. Die Temperaturkompensationsschaltung 61 erzeugt eine temperaturkompensierte Bezugsspannung V21.The circuit section 60 has a temperature compensation circuit 61 , a driver circuit 62 , a buffer circuit 63 , a differential amplifier circuit 64 , a reference voltage generation circuit 65 and a filter circuit 66 . The temperature compensation circuit 61 has a network of a temperature-sensitive resistor R31 and general fixed resistors R32 to R36. The resistor network is connected between the Vcc line and the Gnd line. The temperature-sensitive resistor R31 has a positive temperature characteristic. The temperature compensation circuit 61 generates a temperature-compensated reference voltage V21.

Der Temperaturkompensationsschaltung 61 folgt die Treiberschaltung 62 nach. Die Treiberschaltung 62 weist einen Operationsverstärker OP11 und einen Widerstand R37 auf. Die Treiberschaltung 62 erzeugt einen konstanten Strom auf der Basis der Bezugsspannung V21 und führt dem Hall- Element 8b für dessen Ansteuerung den konstanten Strom zu. Das Hall-Element 8b besitzt Ausgangsanschlüsse, denen die Pufferschaltung 63 nachgeschaltet ist, die mit der Differenzverstärkerschaltung 64 verbunden ist. Die Pufferschaltung 63 weist Operationsverstärker OP12 und OP13 sowie Widerstände R38 bis R40 auf.The temperature compensation circuit 61 is followed by the driver circuit 62 . The driver circuit 62 has an operational amplifier OP11 and a resistor R37. The driver circuit 62 generates a constant current on the basis of the reference voltage V21 and supplies the Hall element 8 b with the constant current for driving it. The Hall element 8 b has output connections, which is followed by the buffer circuit 63 , which is connected to the differential amplifier circuit 64 . The buffer circuit 63 has operational amplifiers OP12 and OP13 and resistors R38 to R40.

Spannungen an den Ausgangsanschlüssen des Hall-Elements 8b werden über die Pufferschaltung 63 jeweils an einen von zwei Eingangsanschlüssen der Differenzverstärkerschaltung 64 angelegt. Die Differenzverstärkerschaltung 64 weist einen Operationsverstärker OP14, einen Transistor TR11 und Widerstände R41 bis R47 auf. Die Differenzverstärkerschaltung 64 gibt ein Signal ab, das den Unterschied zwischen den Ausgangsspannungen des Hall- Elements 8b repräsentiert.Voltages at the output connections of the Hall element 8 b are each applied to one of two input connections of the differential amplifier circuit 64 via the buffer circuit 63 . The differential amplifier circuit 64 has an operational amplifier OP14, a transistor TR11 and resistors R41 to R47. The differential amplifier circuit 64 outputs a signal that represents the difference between the output voltages of the Hall element 8 b.

Die Bezugsspannungs-Erzeugungsschaltung 65 enthält eine Reihenkombination bzw. Reihenschaltung aus Widerständen R48 und R49, die zwischen die Leitung Vcc und die Leitung Gnd geschaltet sind. Durch die Kombination aus den Widerständen R48 und R49 wird aus der Versorgungsspannung Vcc eine Bezugsspannung V22 gewonnen. Die Bezugsspannungs- Erzeugungsschaltung 65 weist ebenfalls einen Operationsverstärker OP15 auf, der unter Heranziehung der Bezugsspannung V22 eine angehobene Ausgangsspannung der Differenzverstärkerschaltung 64 bereitstellt.The reference voltage generating circuit 65 includes a series combination of resistors R48 and R49 connected between the line Vcc and the line Gnd. Through the combination of the resistors R48 and R49, a reference voltage V22 is obtained from the supply voltage Vcc. The reference voltage generating circuit 65 also has an operational amplifier OP15, which provides a raised output voltage of the differential amplifier circuit 64 using the reference voltage V22.

Die Filterschaltung 66 ist zwischen die Differenzverstärkerschaltung 64 und den Ausgangsanschluß 24b geschaltet. Die Filterschaltung 66 weist ein Netzwerk aus einem Kondensator C12 und Widerständen R50 und R51 auf. Ein Lastwiderstand RL2 ist zwischen den Ausgangsanschluß 24b und den Masseanschluß 24d geschaltet. Die Ausgangsspannung der Differenzverstärkerschaltung 64 wird über die Filterschaltung 66 an den Ausgangsanschluß 24b angelegt. Die Spannung am Ausgangsanschluß 24b, d. h. der Spannungsabfall am Lastwiderstand RL2 wird als Erfassungs- Spannungssignal V2 eingesetzt, das das Ausmaß der im Drosselventil vorhandenen Öffnung oder die winkelmäßige Stellung des Drosselventils repräsentiert.The filter circuit 66 is connected between the differential amplifier circuit 64 and the output terminal 24 b. The filter circuit 66 has a network of a capacitor C12 and resistors R50 and R51. A load resistor RL2 is b between the output terminal 24 and the ground terminal 24 is switched d. The output voltage of the differential amplifier circuit 64 is applied to the output terminal 24 b via the filter circuit 66 . The voltage at the output terminal 24 b, ie the voltage drop across the load resistor RL2, is used as the detection voltage signal V2 which represents the extent of the opening in the throttle valve or the angular position of the throttle valve.

Da das Ausmaß der durch das Drosselventil gebildeten Öffnung oder der winkelmäßigen Stellung des Drosselventils zwischen 0° und 90° variiert, verändern sich die Erfassungs-Spannungssignale V1 und V2 entlang der durchgezogenen Linie CC in Fig. 12. Somit kann die winkelmäßige Stellung des Drosselventils aus den Erfassungs-Spannungssignalen V1 und V2 gewonnen werden.Since the extent of the opening formed by the throttle valve or the angular position of the throttle valve varies between 0 ° and 90 °, the detection voltage signals V1 and V2 change along the solid line CC in Fig. 12. Thus, the angular position of the throttle valve can be changed the detection voltage signals V1 and V2 are obtained.

Vorzugsweise sind die magnetisch empfindlichen Ebenen der Hall-Elemente 8a und 8b bei einer Winkelstellung des Drosselventils von 0° bezüglich der Richtung des Magnetfelds um einen Winkel von -30° versetzt. In diesem Fall sind die Erfassungs-Spannungssignale V1 und V2 durch die nachstehende Gleichung beschrieben:
The magnetically sensitive planes of the Hall elements 8 a and 8 b are preferably offset by an angle of -30 ° with respect to the direction of the magnetic field when the throttle valve is at an angle of 0 °. In this case, the detection voltage signals V1 and V2 are described by the following equation:

V1, V2 = K.sin(θ - 30) + VM (2),
V1, V2 = K.sin (θ - 30) + VM (2),

wobei "K" eine Konstante, die von den Eigenschaften der Signalverstärkung mittels der Schaltungsabschnitte 50 und 60 abhängt, und VM die Bezugsspannungen (Offsetspannungen) V12 und V22 bezeichnen, die durch die Bezugsspannungs- Erzeugungsschaltungen 55 und 65 bereitgestellt werden. Die Beziehung der Versetzung der magnetisch empfindlichen Ebenen der Hall-Elemente 8a und 8b bezüglich der Richtung des Magnetfelds ist so ausgelegt, daß sich ein Bereich mit angenähert linearer Veränderung der Erfassungs- Spannungssignale V1 und V2 über einen von 0° bis 90° reichenden Winkelpositionsbereich des Drosselventils erstreckt. where "K" is a constant that depends on the characteristics of signal amplification by means of the circuit sections 50 and 60 , and VM denotes the reference voltages (offset voltages) V12 and V22 provided by the reference voltage generating circuits 55 and 65 . The relationship of the displacement of the magnetically sensitive levels of the Hall elements 8 a and 8 b with respect to the direction of the magnetic field is designed such that an area with an approximately linear change in the detection voltage signals V1 and V2 extends over a range from 0 ° to 90 ° Angular position range of the throttle valve extends.

Wie zuvor beschrieben, dient das Gehäuse 6 zum Aufnehmen bzw. Halten der Magnete 2a und 2b und zu deren Befestigung an der Achse 4 des Drosselventils. Andererseits wird das Gehäuse 10 zum Halten der Hall-Elemente 8a und 8b und der gedruckten Schaltplatine 27 eingesetzt. Das Gehäuse 6 und das Gehäuse 10 sind getrennte Teile. Folglich ist es während der Anbringung des Drosselstellungssensors am Drosselventil zulässig bzw. möglich, die das Gehäuse 6 einschließende Anordnung und die das Gehäuse 10 einschließende Anordnung separat zu montieren. Demgemäß kann die Anbringung des Drosselstellungssensors am Drosselventil einfach sein. Weiterhin ist ein typisches bzw. üblicherweise vorhandenes Lager zum drehbaren Halten der Magnete 2a und 2b innerhalb des Gehäuses 10 nicht notwendig und die Gestaltung des Drosselstellungssensors kann einfach sein.As described above, the housing 6 serves to receive or hold the magnets 2 a and 2 b and to fasten them to the axis 4 of the throttle valve. On the other hand, the housing 10 is used to hold the Hall elements 8 a and 8 b and the printed circuit board 27 . The housing 6 and the housing 10 are separate parts. Consequently, during the attachment of the throttle position sensor to the throttle valve, it is permissible or possible to mount the arrangement including the housing 6 and the arrangement including the housing 10 separately. Accordingly, the attachment of the throttle position sensor to the throttle valve can be easy. Furthermore, a typical or usually existing bearing for rotatably holding the magnets 2 a and 2 b within the housing 10 is not necessary and the design of the throttle position sensor can be simple.

Wie zuvor beschrieben, wird ein Paar von halbzylindrischen Magneten 2a und 2b, an denen ein Nordpol N bzw. ein Südpol S ausgebildet sind, zur Erzeugung eines Magnetfelds eingesetzt, das rechtwinklig zur Achse der Achse 4 des Drosselventils verläuft. Die Magnete 2a und 2b werden durch den Halter 12, der am Ende der Achse 4 des Drosselventils befestigt ist, in einander gegenüberliegenden Positionen gehalten. Der Halter 12 ist so ausgelegt, daß Spalte bzw. Abstände zwischen den benachbarten Enden der Magnete 2a und 2b vorhanden sind. Selbst wenn die aus den Hall-Elementen 8a und 8b bestehende Anordnung aufgrund einer unerwünschten positionsmäßigen Verschiebung zwischen dem Gehäuse 6 und dem Gehäuse 10 in außermittige Lage, bezogen auf die kreisförmige Anordnung der Magnete 2a und 2b, gelangen sollte, wird folglich eine deutliche Veränderung der Erfassungs-Spannungssignale V1 und V2 verhindert, so daß die Genauigkeit der Erfassung der Drosselventilstellung beibehalten bleibt. As described above, a pair of semi-cylindrical magnet 2 is a and 2 b, where a north pole N and a south pole S are formed, used to generate a magnetic field perpendicular to the axis of the axle 4 of the throttle valve. The magnets 2 a and 2 b are held by the holder 12 , which is attached to the end of the axis 4 of the throttle valve, in opposite positions. The holder 12 is designed so that there are gaps or distances between the adjacent ends of the magnets 2 a and 2 b. Even if the arrangement consisting of the Hall elements 8 a and 8 b should, due to an undesirable positional shift between the housing 6 and the housing 10, get into an eccentric position in relation to the circular arrangement of the magnets 2 a and 2 b, will consequently prevents a significant change in the detection voltage signals V1 and V2, so that the accuracy of the detection of the throttle valve position is maintained.

Wie zuvor beschrieben, liegen die halbzylindrischen Magnete 2a und 2b einander gegenüber und bilden somit einen Magneten zylindrischer Konfiguration. Bei dieser Gestaltung verlaufen die magnetischen Flußlinien, wie in Fig. 13 gezeigt ist, vom halbzylindrischen Magneten 2a entlang einwärts gekrümmter Richtungen zum halbzylindrischen Magneten 2b, so daß nahe der Mitte "O" eine erhöhte Intensität des Magnetfelds auftritt. Durch die erhöhte Magnetfeldintensität nahe der Mitte "O" der zylindrischen Gestaltung können Erfassungsfehler, die durch eine unerwünschte Verschiebung der Hall-Elemente 8a und 8b gegenüber den korrekten Positionen hervorgerufen würden, unterdrückt werden. Dieser Vorteil wurde durch die nachstehend erläuterten Experimente bestätigt.As previously described, the semi-cylindrical magnets 2 a and 2 b face each other and thus form a magnet of cylindrical configuration. In this configuration, the magnetic flux lines as shown in Fig extend. 13 is shown a b from the semi-cylindrical magnet 2 along inwardly curved directions for semi-cylindrical magnet 2, so that near the center "O" an increased intensity of the magnetic field occurs. Due to the increased magnetic field intensity near the center "O" of the cylindrical design, detection errors which would be caused by an undesirable displacement of the Hall elements 8 a and 8 b relative to the correct positions can be suppressed. This advantage was confirmed by the experiments set out below.

Während der Experimente wurden, wie in Fig. 14 dargestellt ist, halbzylindrische Magnete 300a und 300b, an denen ein Nordpol N bzw. ein Südpol S ausgebildet war, einander gegenüberliegend zur Bildung eines Magneten zylindrischer Konfiguration angeordnet und innerhalb eines zylindrischen Rotors 302 aus Eisen positioniert. Die diametral verlaufenden, durch die Mitte des zylindrischen Magneten hindurchgehende sowie parallel zur Richtung des Magnetfelds orientierte Richtung wurde als die Richtung "x" definiert. Eine durch die Mitte des zylindrischen Magneten verlaufende und rechtwinklig zur Richtung "x" stehende Richtung wurde als Richtung "y" definiert. Ein Hall-Element wurde innerhalb der zylindrischen, durch die Magnete 300a und 300b gebildeten Konfiguration angeordnet. Das Ausgangssignal des Hall-Elements wurde gemessen, während das Hall-Element in die Richtung "x" bewegt wurde. Das Ergebnis der Messung ist durch die Kurve "x" in Fig. 15 aufgetragen. Zusätzlich wurde das Ausgangssignal des Hall- Elements gemessen, während das Hall-Element in die Richtung "y" bewegt wurde. Das Ergebnis der Messung ist durch die Kurve "y" in Fig. 15 veranschaulicht. Wie durch die Kurven "x" und "y" in Fig. 15 gezeigt ist, war die Größe der Veränderung des Ausgangssignals des Hall-Elements bezüglich der Verlagerung des Hall-Elements aus der Mitte der zylindrischen Konfiguration in einem gegebenen Bereich auf 4% oder weniger beschränkt.During the experiments, as shown in FIG. 14, semi-cylindrical magnets 300 a and 300 b, on which a north pole N and a south pole S were formed, were arranged opposite one another to form a magnet of cylindrical configuration and inside a cylindrical rotor 302 Iron positioned. The diametrically extending direction passing through the center of the cylindrical magnet and oriented parallel to the direction of the magnetic field was defined as the direction "x". A direction running through the center of the cylindrical magnet and perpendicular to the "x" direction was defined as the "y" direction. A Hall element was arranged within the cylindrical configuration formed by the magnets 300 a and 300 b. The output of the Hall element was measured while moving the Hall element in the "x" direction. The result of the measurement is plotted by the curve "x" in FIG. 15. In addition, the output signal of the Hall element was measured while the Hall element was moved in the "y" direction. The result of the measurement is illustrated by the curve "y" in FIG. 15. As shown by the curves "x" and "y" in Fig. 15, the amount of change in the output of the Hall element with respect to the displacement of the Hall element from the center of the cylindrical configuration was 4% in a given range or less limited.

Weiterhin wurden während der Experimente flache Plattenmagnete 304a und 304b, an denen ein Nordpol N bzw. ein Südpol S ausgebildet waren, einander gegenüberliegend mit gegenseitigem Abstand innerhalb eines zylindrischen, aus Eisen bestehenden Rotors 306 angeordnet. Eine durch die Mitte des zylindrischen Rotors 306 hindurchgehende und parallel zur Richtung des Magnetfelds verlaufende diametrale Richtung wurde als die Richtung "x" definiert. Eine diametrale, durch die Mitte des zylindrischen Rotors 306 hindurchgehende und rechtwinklig zur Richtung "x" verlaufende Richtung wurde als die Richtung "y" definiert. Ein Hall-Element wurde zwischen den Magneten 304a und 304b im zylindrischen Rotor 306 angeordnet. Das Ausgangssignal des Hall-Elements wurde gemessen, während das Hall-Element in die Richtung "x" bewegt wurde. Das Ergebnis der Messung ist durch die Kurve "x" in Fig. 17 dargestellt. Zusätzlich wurde das Ausgangssignal des Hall-Elements gemessen, während das Hall-Element in die Richtung "y" bewegt wurde. Das Ergebnis der Messung ist durch die Kurve "y" in Fig. 17 veranschaulicht. Wie durch die Kurven "x" und "y" in Fig. 17 dargestellt ist, lag die Größe der Veränderung des Augangssignals des Hall-Elements bezüglich der Verlagerung des Hall-Elements aus der Mitte des zylindrischen Rotors 306 in einem gegebenen Bereich zwischen -4% und +9%.Furthermore, during the experiments flat plate magnets 304 a and 304 b, on which a north pole N and a south pole S were formed, were arranged opposite one another at a mutual distance within a cylindrical rotor 306 made of iron. A diametrical direction passing through the center of the cylindrical rotor 306 and parallel to the direction of the magnetic field was defined as the direction "x". A diametrical direction passing through the center of the cylindrical rotor 306 and perpendicular to the "x" direction was defined as the "y" direction. A Hall element was arranged between the magnets 304 a and 304 b in the cylindrical rotor 306 . The output of the Hall element was measured while moving the Hall element in the "x" direction. The result of the measurement is represented by curve "x" in FIG. 17. In addition, the output signal of the Hall element was measured while the Hall element was moved in the "y" direction. The result of the measurement is illustrated by the curve "y" in FIG. 17. As shown by the curves "x" and "y" in FIG. 17, the amount of change in the Hall element output with respect to the displacement of the Hall element from the center of the cylindrical rotor 306 was in a given range between -4 % and + 9%.

Wie sich aus einem Vergleich zwischen den Fig. 15 und 17 ergibt, ist der aus den halbzylindrischen Magneten 2a und 2b zusammengesetzte zylindrische Magnet im Hinblick auf die Genauigkeit des Drosselstellungssensors überlegen.As can be seen from a comparison between FIGS. 15 and 17, the cylindrical magnet composed of the semi-cylindrical magnets 2 a and 2 b is superior with regard to the accuracy of the throttle position sensor.

Wie zuvor beschrieben wurde, sind die Magnete 2a und 2b auf der Achse 4 des Drosselventils mit Hilfe des Gehäuses 6 montiert, das den Halter 12, den Rotor 14 und den Ring 16 enthält. Im einzelnen sind die Magnete 2a und 2b an der Achse 4 durch Einpassung des Rings 16 sowohl in die Rille 14b im Rotor 14 als auch in die Rille 4a in der Achse 4 befestigt. Zusätzlich ist der Halter 12 auf das Ende der Achse 4 passend aufgesetzt, so daß eine gewünschte Einstellung der winkelmäßigen Position der Achse 4 mit Bezug zur Richtung des Magnetfelds zwischen den Magneten 2a und 2b erreicht wird. Somit kann der Zusammenbau der Magnete 2a und 2b im Gehäuse 6 und auch die Montage der Magnete 2a und 2b auf der Achse 4 einfach und genau durchgeführt werden. Im einzelnen absorbiert hierbei der aus Kunstharz bestehende Halter 12 dann, wenn die Magnete 2a und 2b unter Kraftanwendung in den Rotor 14 eingebracht werden, die auf die Magnete 2a und 2b wirkenden Beanspruchungen. Folglich ist es nicht notwendig, Klebemittel zur Befestigung der Magnete 2a und 2b im Rotor 14 einzusetzen und es können die Magnete 2a und 2b in einfacher Weise im Rotor 14 montiert werden.As previously described, the magnets 2 a and 2 b are mounted on the axis 4 of the throttle valve by means of the housing 6 , which contains the holder 12 , the rotor 14 and the ring 16 . Specifically, the magnets 2 a and 2 b are attached to the axis 4 by fitting the ring 16 both in the groove 14 b in the rotor 14 and in the groove 4 a in the axis 4 . In addition, the holder 12 is fitted onto the end of the axis 4 so that a desired setting of the angular position of the axis 4 with respect to the direction of the magnetic field between the magnets 2 a and 2 b is achieved. Thus, the assembly of the magnets 2 a and 2 b in the housing 6 and also the assembly of the magnets 2 a and 2 b on the axis 4 can be carried out easily and accurately. Specifically, the holder 12 made of synthetic resin absorbs the stresses acting on the magnets 2 a and 2 b when the magnets 2 a and 2 b are introduced into the rotor 14 using force. Consequently, it is not necessary to use adhesive for fastening the magnets 2 a and 2 b in the rotor 14 and the magnets 2 a and 2 b can be mounted in the rotor 14 in a simple manner.

Wie zuvor beschrieben, ist der Halter 12 auf das Ende der Achse 4 passend aufgesetzt, wodurch eine gewünschte Einstellung der winkelmäßigen Lage der Achse 4 bezüglich der Richtung des Magnetfelds zwischen den Magneten 2a und 2b erreicht wird. Folglich werden die Magneten 2a und 2b gleichzeitig in guten bzw. korrekten Positionen angeordnet, wenn das Gehäuse 6 auf der Achse 4 montiert wird. Demgemäß ist es möglich, einen leichten Zusammenbau des Drosselstellungssensors und eine genaue Befestigung bzw. Montage der Teile des Drosselstellungssensors zu erzielen.As described above, the holder 12 is fitted onto the end of the axis 4 , whereby a desired setting of the angular position of the axis 4 with respect to the direction of the magnetic field between the magnets 2 a and 2 b is achieved. Consequently, the magnets 2 a and 2 b are simultaneously placed in good or correct positions when the housing 6 is mounted on the axis 4 . Accordingly, it is possible to easily assemble the throttle position sensor and to accurately attach the parts of the throttle position sensor.

Wie zuvor beschrieben, sind die beiden Hall-Elemente 8a und 8b im Gehäuse 10 angeordnet. Weiterhin sind auch die beiden Sensorschaltungsabschnitte 50 und 60 zur Ansteuerung der Hall-Elemente 8a und 8b jeweils im Gehäuse 10 angeordnet. Die Sensorschaltungsabschnitte 50 und 60 geben die beiden Erfassungssignale V1 und V2 ab, die die winkelmäßige Position des Drosselventils (das Ausmaß der Öffnung im Drosselventil) repräsentieren. Durch Vergleich der beiden Erfassungssignale V1 und V2 kann eine Fehlfunktion des Drosselstellungssensors erfaßt oder diagnostiziert werden.As described above, the two Hall elements 8 a and 8 b are arranged in the housing 10 . Furthermore, the two sensor circuit sections 50 and 60 for controlling the Hall elements 8 a and 8 b are each arranged in the housing 10 . The sensor circuit sections 50 and 60 output the two detection signals V1 and V2, which represent the angular position of the throttle valve (the extent of the opening in the throttle valve). A malfunction of the throttle position sensor can be detected or diagnosed by comparing the two detection signals V1 and V2.

Fehlfunktionen des Drosselstellungssensors können von mechanischer Art oder von elektrischer Art sein. Die Rate des Auftretens mechanischer Fehlfunktionen kann in Richtung auf 0 verringert werden, wenn der Sicherheitsfaktor erhöht wird. Manche der elektrischen Fehler werden durch fehlerhafte elektrische Teile oder durch schlechtes Löten hervorgerufen. Die Linien AA und BB in Fig. 12 bezeichnen Beispiele für die Beziehung zwischen dem Sensor- Ausgangssignal und der Drosselventilposition, die bei einem Drosselstellungssensor mit elektrischer Fehlfunktion vorliegt. Wenn der Drosselstellungssensor lediglich ein einziges Hall-Element besitzt, ist es im allgemeinen schwierig, einen Fehler durch Bezugnahme auf die Sensor- Ausgangskennlinien Kurven AA und BB in Fig. 12 zu erfassen. Andererseits sind bei vorliegender Erfindung die beiden Hall-Elemente 8a und 8b und die beiden Erfassungssignale V1 und V2 vorhanden und es kann ein Fehler, der einen Unterschied zwischen den Erfassungssignalen V1 und V2 hervorruft, durch Vergleich der Erfassungssignale V1 und V2 erfaßt werden.Malfunctions of the throttle position sensor can be mechanical or electrical. The rate of occurrence of mechanical malfunctions can be reduced towards 0 if the safety factor is increased. Some of the electrical faults are caused by faulty electrical parts or bad soldering. The lines AA and BB in FIG. 12 indicate examples of the relationship between the sensor output signal and the throttle valve position that is present in an electric malfunctioning throttle position sensor. If the throttle position sensor has only a single Hall element, it is generally difficult to detect an error by referring to the sensor output characteristics curves AA and BB in FIG. 12. On the other hand, in the present invention, the two Hall elements 8 a and 8 b and the two detection signals V1 and V2 are present, and an error which causes a difference between the detection signals V1 and V2 can be detected by comparing the detection signals V1 and V2.

Wie in Fig. 11 gezeigt ist, bestehen die Speisespannungsleitungen aus der Leitung Vcc und der Leitung Gnd, die sich vom Anschluß 24c bzw 24d erstrecken. Die Leitung Vcc ist auf der gedruckten Schaltplatine 27 in zwei Leitungen aufgeteilt, die mit den Schaltungsabschnitten 50 bzw. 60 verbunden sind. Zusätzlich ist die Leitung Gnd auf der gedruckten Schaltplatine 27 in zwei Leitungen aufgeteilt, die mit den Schaltungsabschnitten 50 bzw. 60 verbunden sind. Folglich werden die Anschlüsse 24c und 24d gemeinsam durch die Schaltungsabschnitte 50 und 60 benutzt, so daß eine kleinere Anzahl notwendiger Anschlüsse erreicht werden kann. Die kleinere Anzahl notwendiger Anschlüsse führt zu einer kleineren Größe des Drosselstellungssensors und auch zu einer Reduzierung von dessen Kosten.As shown in Fig. 11, there are the power supply lines from the line Vcc and the line Gnd, which extends from the port 24 c or 24d extend. The line Vcc is divided on the printed circuit board 27 into two lines which are connected to the circuit sections 50 and 60 , respectively. In addition, the line Gnd on the printed circuit board 27 is divided into two lines which are connected to the circuit sections 50 and 60 , respectively. Consequently, the terminals 24 c and 24 d are shared by the circuit sections 50 and 60 , so that a smaller number of necessary connections can be achieved. The smaller number of necessary connections leads to a smaller size of the throttle position sensor and also to a reduction in its cost.

Die Erfassungs-Signalspannungen V1 und V2 sind so ausgelegt, daß sie sich zwischen einer vorbestimmten oberen Grenze und einer vorbestimmten unteren Grenze verändern, wenn sich das Drosselventil durch den zu erfassenden Winkelbereich dreht. Die untere Grenze ist größer als 0 Volt. Die obere Grenze ist niediger als die positive Speisespannung Vcc. Der zu erfassende Winkelbereich des Drosselventils erstreckt sich zwischen 0° und 90°. Wenn im Falle eines Fehlers einer der aufgeteilten Abschnitte der Leitung Vcc bricht bzw. unterbrochen wird, tritt ein Unterschied zwischen den Erfassungssignalen V1 und V2 auf. Folglich kann ein derartiger Fehler durch Vergleich der Erfassungssignale V1 und V2 erfaßt werden. Im Falle eines Fehlers, bei dem der gemeinsame Abschnitt der Leitung Vcc unterbrochen wird, fallen beide Spannungen der Erfassungssignale V1 und V2 auf 0 Volt ab. Eine solche Fehlfunktion kann durch Vergleich der Erfassungssignale V1 und V2 mit der Spannung 0 Volt erfaßt werden. Ein Fehler eines anderen Typs kann durch Vergleich der Erfassungssignale V1 und V2 mit einer Spannung, die gleich groß ist wie die zuvor erwähnte obere Grenze, erfaßt werden.The detection signal voltages V1 and V2 are like this designed to be between a predetermined upper Change limit and a predetermined lower limit, if the throttle valve is through the to be detected Angular range rotates. The lower limit is greater than 0 volts. The upper limit is lower than the positive Supply voltage Vcc. The angular range of the Throttle valve extends between 0 ° and 90 °. If in In the event of an error in one of the divided sections of the Line Vcc breaks or is interrupted, occurs Difference between the detection signals V1 and V2. Consequently, such an error can be compared by comparing the Detection signals V1 and V2 are detected. in case of a Error in which the common section of the line Vcc is interrupted, both tensions fall Detection signals V1 and V2 drop to 0 volts. Such Malfunction can be compared by comparing the detection signals V1 and V2 can be detected with the voltage 0 volts. A mistake of another type can be compared by Detection signals V1 and V2 with a voltage equal to is as large as the previously mentioned upper limit become.

Wie zuvor beschrieben, sind die Hall-Elemente 8a und 8b symmetrisch bezüglich der Drehachse des Rotors 14 (der Drehachse der Achse 4 des Drosselventils) und parallel zu Ebenen entlang der Drehachse des Rotors 14 angeordnet. Folglich sind die magnetisch empfindlichen Ebenen der Hall- Elemente 8a und 8b Abschnitten der Magnetfelder ausgesetzt, die im wesentlichen gleiche Intensitäten besitzen, und es sind die Erfassungssignale V1 und V2 einander im wesentlichen gleich. Diese Ausgestaltung ermöglicht eine genaue Erfassung oder Diagnose einer Fehlfunktion als Reaktion auf den Vergleich zwischen den Erfassungssignalen V1 und V2.As described above, the Hall elements 8 a and 8 b are arranged symmetrically with respect to the axis of rotation of the rotor 14 (the axis of rotation of the axis 4 of the throttle valve) and parallel to planes along the axis of rotation of the rotor 14 . Consequently, the magnetically sensitive levels of the Hall elements 8 a and 8 b are exposed to portions of the magnetic fields which have substantially the same intensities, and the detection signals V1 and V2 are essentially the same. This configuration enables accurate detection or diagnosis of a malfunction in response to the comparison between the detection signals V1 and V2.

Die Seltenerd-Materialien wie etwa auf Nd-Fe-B- basierendes Material für die Magnete 2a und 2b ermöglicht es, bei kleinem Volumen der Magnete 2a und 2b ein angemessen starkes Magnetfeld zu erzeugen. Das kleine Volumen der Magnete 2a und 2b führt zu kleiner Größe des Drosselstellungssensors und zu geringem Gewicht desselben.The rare earth materials such as Nd-Fe-B-based material for the magnets 2 a and 2 b make it possible to generate an appropriately strong magnetic field with a small volume of the magnets 2 a and 2 b. The small volume of the magnets 2 a and 2 b leads to a small size of the throttle position sensor and to a low weight of the same.

Wie zuvor beschrieben, sind die Anschlüsse 32 am Gehäuse 10 elektrisch mit den Anschlüssen 24 auf der gedruckten Schaltplatine 27 über die Durchführungskondensatoren 18 verbunden. Die Durchführungskondensatoren 18 beseitigen Störungen, die von den Anschlüssen 32 in Richtung zu den Anschlüssen 24 wandern. Diese Störunterdrückung ermöglicht eine höhere Erfassungsgenauigkeit des Drosselstellungssensors.As previously described, the terminals 32 on the housing 10 are electrically connected to the terminals 24 on the printed circuit board 27 via the feedthrough capacitors 18 . The feedthrough capacitors 18 eliminate interference that migrate from the terminals 32 towards the terminals 24 . This interference suppression enables a higher detection accuracy of the throttle position sensor.

Wie vorstehend bereits beschrieben, sind die Hall- Elemente 8a und 8b innerhalb des Halters 25 gehalten und werden hierdurch auf der gedruckten Schaltplatine 27 abgestützt. Folglich ist es einfach, die Hall-Elemente 8a und 8b in guten bzw. korrekten Positionen anzuordnen. Zusätzlich verhindert der Halter 25, daß sich Leitungen der Hall-Elemente 8a und 8b aufgrund unterschiedlicher Gründe wie etwa einer temperaturbedingten Deformation, einer Vibration oder einer Beanspruchung verdrehen bzw. verdrillen. Folglich bewirkt der Halter 25 eine Verlängerung der Lebensdauer der Leitungen der Hall- Elemente 8a und 8b.As already described above, the Hall elements 8 a and 8 b are held within the holder 25 and are thereby supported on the printed circuit board 27 . Consequently, it is easy to arrange the Hall elements 8 a and 8 b in good or correct positions. In addition, the holder 25 prevents lines of the Hall elements 8 a and 8 b from twisting or twisting due to various reasons such as a temperature-related deformation, vibration or stress. Consequently, the holder 25 extends the life of the lines of the Hall elements 8 a and 8 b.

Im folgenden wird ein zweites Ausführungsbeispiel beschrieben, das jedoch nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, kann auch von einem Typ sein, der drei oder mehr Hall- Elemente besitzt.The following is a second embodiment described, but which is not the subject of the present invention, can also be of a type that has three or more Hall Owns elements.

Das Drosselventil 72 ist an einer Drosselwelle oder Drosselachse 76 drehbar befestigt und erstreckt sich durch eine Lufteinlaßpassage bzw. einen Lufteinlaßkanal 74a einer mit innerer Verbrennung arbeitenden Brennkraftmaschine 74, die allgemein zum Antreiben eines Kraftfahrzeugs ausgelegt ist. Das Drosselventil 72 dreht sich zusammen mit der Drosselachse 76 unter Blockierung und Freigabe des Lufteinlaßkanals 74a, um die Luftströmungsrate im Lufteinlaßkanal 74a einzustellen bzw. zu steuern. Das Ausmaß der durch das Drosselventil 72 hindurchgehenden bzw. definierten Öffnung hängt von der winkelmäßigen Stellung des Drosselventils 72 ab.The throttle valve 72 is rotatably attached to a throttle shaft or axis 76 and extends through an air inlet passage or an air inlet channel 74 a of an internal combustion engine 74 which is generally designed for driving a motor vehicle. The throttle valve 72 rotates together with the throttle axis 76 blocking and opening the air inlet duct 74 a in order to adjust or control the air flow rate in the air inlet duct 74 a. The extent of the opening passing through or defined by the throttle valve 72 depends on the angular position of the throttle valve 72 .

Ein Motorantriebsmechanismus 80 und ein Beschleunigungseinrichtungs-Koppelmechanismus 90 sind mit dem Drosselventil 72 verbunden. Der Motorantriebsmechanismus 80 ermöglicht einen Antrieb des Drosselventils 72 mittels eines Gleichstrommotors 78. Der Beschleunigunseinrichtungs-Koppelmechanismus 90 ermöglicht eine Betätigung des Drosselventils 72 als Reaktion auf eine Bewegung eines Beschleunigungspedals (Gaspedals) 93.A motor drive mechanism 80 and an accelerator coupling mechanism 90 are connected to the throttle valve 72 . The motor drive mechanism 80 enables the throttle valve 72 to be driven by means of a DC motor 78 . The accelerator coupling mechanism 90 enables the throttle valve 72 to be actuated in response to movement of an accelerator pedal (accelerator pedal) 93 .

Der Motorantriebsmechanismus 80 wird nun in größeren Einzelheiten beschrieben. Die rechter Hand und linker Hand befindlichen Enden der Drosselachse 76 erstrecken sich von dem Lufteinlaßkanal 74a nach außen. Ein Anschlaghebel 81 ist am linksseitigen Ende der Drosselachse 76 montiert. Der Anschlaghebel 81 besitzt einen L-förmigen gebogenen Abschnitt 81a. Jeweils ein Ende von Ventilfedern 82 ist mit dem gebogenen Abschnitt 81a verbunden, während deren andere Enden mit einem feststehenden Körper wie etwa einer Fahrzeugkarosserie verbunden sind. Die Ventilfedern 82 drücken die Drosselachse 76 in die Richtung zur Öffnung des Drosselventils 72 (was vereinfacht auch als "Ventilöffnungsrichtung" bezeichnet wird). Der gebogene Abschnitt 81a des Anschlaghebels 81 kann mit einem feststehenden Anschlag 83 in Eingriff treten, der eine voll geschlossene Stellung des Drosselventils 72 bestimmt. Wenn das Drosselventil 72 geschlossen wird, dreht sich der gebogene Abschnitt 81a des Anschlaghebels 81 in Richtung zum Anschlag 83. Das Drosselventil 72 wird angehalten, wenn der gebogene Abschnitt 81a auf den Anschlag 83 trifft. Die Position, in der das Drosselventil 72 angehalten wird, ist als die voll geschlossene Position des Drosselventils 72 definiert.The motor drive mechanism 80 will now be described in more detail. The right hand and left hand ends of the throttle axis 76 extend from the air inlet duct 74 a to the outside. A stop lever 81 is mounted on the left end of the throttle axis 76 . The stop lever 81 has an L-shaped curved portion 81 a. One end of valve springs 82 is connected to the bent portion 81 a, while the other ends are connected to a fixed body such as a vehicle body. The valve springs 82 push the throttle axis 76 in the direction of the opening of the throttle valve 72 (which is simply referred to as the "valve opening direction"). The curved portion 81 a of the stop lever 81 can engage with a fixed stop 83 , which determines a fully closed position of the throttle valve 72 . When the throttle valve 72 is closed, the bent portion 81 a of the stop lever 81 rotates toward the stop 83 . The throttle valve 72 is stopped when the bent portion 81 a hits the stop 83 . The position in which the throttle valve 72 is stopped is defined as the fully closed position of the throttle valve 72 .

Ein Getrieberad bzw. Zahnrad 85 mit sektorförmiger Gestalt ist drehbar an dem rechtsseitigen Ende der Drosselachse 76 mit Hilfe eines Lagers 84 gelagert. Das Getrieberad ist über drehzahluntersetzende Zwischenzahnräder 86 mit einem Zahnrad 87 verbunden. Das Zahnrad 87 ist an der Ausgangswelle 78a des Gleichstrommotors 78 befestigt. Der Gleichstrommotor 78 kann das Zahnrad 85 in der Schließrichtung des Drosselventils 72 (die auch einfach als "Ventilschließrichtung" bezeichnet werden kann) antreiben und drehen. Das Zahnrad 85 besitzt einen Vorsprung, der einen Eingriffsabschnitt 85a bildet. Eine Rückholfeder 88 ist mit dem Eingriffsabschnitt 85a verbunden und drückt das Zahnrad 85 in die Richtung zur Öffnung des Drosselventils 72.A gear wheel or gear 85 with a sector-shaped shape is rotatably mounted on the right-hand end of the throttle axis 76 with the aid of a bearing 84 . The gear wheel is connected to a gear 87 via speed-reducing intermediate gear wheels 86 . The gear 87 is attached to the output shaft 78 a of the DC motor 78 . The DC motor 78 can drive and rotate the gear 85 in the closing direction of the throttle valve 72 (which can also be referred to simply as the "valve closing direction"). The gear 85 has a projection which forms an engagement portion 85 a. A return spring 88 is connected to the engaging portion 85 a and presses the gear 85 in the direction to open the throttle valve 72 .

Ein Eingriffshebel 89, der einen L-förmigen gebogenen Abschnitt 89a besitzt, ist am rechtsseitigen Ende der Drosselachse 76 befestigt. Der gebogene Abschnitt 89a des Eingriffshebls 89 ist an einer solchen Seite des Eingriffsabschnitts 85a des Zahnrads 85 angeordnet, daß der Eingriffsabschnitt 85a auf den gebogenen Abschnitt 89a treffen kann, wenn sich das Zahnrad 85 in der Schließrichtung des Drosselventils 72 dreht. Die Ventilfedern 82 drücken die Drosselachse 76 in die Ventilöffnungsrichtung, so daß der gebogene Abschnitt 89a des Eingriffshebels 89 in Berührung mit dem Eingriffsabschnitt 85a des Zahnrads 85 gebracht werden kann. Wenn der Gleichstrommotor 78 erregt wird, wird das Zahnrad 85 entgegen der Kraft der Rückholfeder 88 und der Ventilfedern 82 in die Ventilschließrichtung gedreht. Gleichzeitig wird das Drosselventil 72 geschlossen, während es zusammen mit dem Eingriffshebel 89 und der Drosselachse 76 gedreht wird. Wenn die Erregung des Gleichstrommotors 78 beendet wird, kann sich das Drosselventil 72 aufgrund der Kräfte der Ventilfedern 82 öffnen und das Zahnrad 85 kann sich in die Ventilöffnungsrichtung aufgrund der Kraft der Rückholfedern 88 bewegen.An engagement lever 89 , which has an L-shaped curved portion 89 a, is attached to the right-hand end of the throttle axis 76 . The curved portion 89 a of the engagement lever 89 is arranged on such a side of the engagement portion 85 a of the gear 85 that the engagement portion 85 a can meet the bent portion 89 a when the gear 85 rotates in the closing direction of the throttle valve 72 . The valve springs 82 press the throttle axis 76 in the valve opening direction, so that the bent portion 89 a of the engagement lever 89 can be brought into contact with the engagement portion 85 a of the gear 85 . When the DC motor 78 is energized, the gear 85 is rotated in the valve closing direction against the force of the return spring 88 and the valve springs 82 . At the same time, the throttle valve 72 is closed while being rotated together with the engagement lever 89 and the throttle axis 76 . When the excitation of the DC motor 78 is stopped, the throttle valve 72 may open due to the forces of the valve springs 82 and the gear 85 may move in the valve opening direction due to the force of the return springs 88 .

Der Drosselstellungssensor 70 ist mit dem rechtsseitigen Ende der Drosselachse 76 verbunden und gibt Erfassungssignale V1 und V2 ab, die die winkelmäßige Stellung des Drosselventils 72 oder das Ausmaß der Öffnung des Drosselventils 72 repräsentieren.The throttle position sensor 70 is connected to the right-hand end of the throttle axis 76 and outputs detection signals V1 and V2 which represent the angular position of the throttle valve 72 or the extent of the opening of the throttle valve 72 .

Der Beschleunigungseinrichtungs-Koppelmechanismus 90 wird im folgenden in näheren Einzelheiten beschrieben. Eine drehbar gelagerte Schutzwelle bzw. Steuerwelle 91 ist axial mit der Drosselachse 76 fluchtend ausgerichtet und erstreckt sich links von der Drosselachse 76. Ein Beschleunigungshebel 92 ist an der Steuerwelle 91 befestigt und über ein Steuerkabel 92a mit dem Beschleunigungspedal 93 verbunden. Ein Schutzhebel bzw. Steuerhebel 94 ist am rechtsseitigen Ende der Steuerwelle 91 befestigt und wird durch eine Schutzfeder bzw. Steuerfeder 95 in der Richtung des Schließens des Drosselventils 72 gedrückt. Die Kraft der Steuerfeder 95 ist ausreichend größer als die resultierenden Kräfte der Ventilfedern 82. Wenn das Beschleunigungspedal 93 niedergedrückt wird, dreht sich der Steuerhebel 94 zusammen mit dem Beschleunigungshebel 92 und der Steuerwelle 91 in der Öffnungsrichtung des Drosselventils 72 entgegen der Kraft der Steuerfeder 95. Accelerator coupling mechanism 90 is described in more detail below. A rotatably mounted protective shaft or control shaft 91 is aligned axially with the throttle axis 76 and extends to the left of the throttle axis 76 . An accelerator lever 92 is attached to the control shaft 91 and connected to the accelerator pedal 93 via a control cable 92 a. A protective lever or control lever 94 is fixed to the right-hand end of the control shaft 91 and is pressed by a protective spring or control spring 95 in the direction of closing the throttle valve 72 . The force of the control spring 95 is sufficiently greater than the resulting forces of the valve springs 82 . When the accelerator pedal 93 is depressed, the control lever 94 rotates together with the accelerator lever 92 and the control shaft 91 in the opening direction of the throttle valve 72 against the force of the control spring 95 .

Ein mit dem Beschleunigungspedal 93 verknüpfter Beschleunigungspositionssensor 96 gibt ein Erfassungssignal ab, das die Größe Ap der Betätigung der Beschleunigungseinrichtung oder das Ausmaß des Niederdrückens des Beschleunigungspedals 93 repräsentiert. In Übereinstimmung mit der im weiteren Text beschriebenen Drosselsteuerung wird das Drosselventil 72 durch den Gleichstrommotor 78 in Abhängigkeit von der erfaßten Größe Ap der Betätigung der Beschleunigungseinrichtung angetrieben. Im allgemeinen vergrößert die Drosselsteuerung den Öffnungsgrad des Drosselventils bei einer Vergrößerung der Größe Ap der Betätigung der Drossel- bzw. der Beschleunigungseinrichtung.An acceleration position sensor 96 associated with the accelerator pedal 93 outputs a detection signal which represents the magnitude Ap of the actuation of the accelerator or the extent to which the accelerator pedal 93 is depressed. In accordance with the throttle control described in the further text, the throttle valve 72 is driven by the direct current motor 78 as a function of the detected quantity Ap of the actuation of the acceleration device. In general, the throttle control increases the opening degree of the throttle valve with an increase in the size Ap of the actuation of the throttle or the acceleration device.

Wie zuvor beschrieben, wird der Steuerhebel 94 in der Öffnungsrichtung des Drosselventils 72 gedreht, wenn das Beschleunigungspedal 90 niedergedrückt wird. Der Steuerhebel 94 besitzt einen L-förmigen gebogenen Abschnitt 94a, der mit dem gebogenen Abschnitt 81a des Anschlaghebels 81 in Eingriff treten kann. Der gebogene Abschnitt 94a des Steuerhebels 94 ist an einer solchen Seite des gebogenen Abschnitts 81a des Anschlaghebels 81 angeordnet, daß der gebogene Abschnitt 81a auf den gebogenen Abschnitt 94a treffen kann, wenn sich der Anschlaghebel 81 in der Öffnungsrichtung des Drosselventils 72 dreht. Zwischen dem gebogenen Abschnitt 81a des Anschlaghebels 81 und dem gebogenen Abschnitt 94a des Steuerhebels 94 kann ein gegebenes Spiel vorgesehen sein. Das gegebene Spiel bleibt aufrecht erhalten, wenn sich die Drosselachse 86 und die Steuerwelle 91 in derselben Richtung drehen.As previously described, the control lever 94 is rotated in the opening direction of the throttle valve 72 when the accelerator pedal 90 is depressed. The control lever 94 has an L-shaped curved portion 94 a, which can engage with the bent portion 81 a of the stop lever 81 . The bent portion 94 a of the control lever 94 is arranged on such a side of the bent portion 81 a of the stop lever 81 that the bent portion 81 a can meet the bent portion 94 a when the stop lever 81 rotates in the opening direction of the throttle valve 72 , A given play can be provided between the curved section 81 a of the stop lever 81 and the curved section 94 a of the control lever 94 . The given play is maintained when the throttle axis 86 and the control shaft 91 rotate in the same direction.

Wie im weiteren Text beschrieben wird, wird im Falle einer Fehlfunktion der Drosselsteuerung wie etwa einer Fehlfunktion des Drosselstellungssensors 70 die Erregung des Gleichstrommotors 78 beendet, so daß das Drosselventil 72 aufgrund der Kräfte der Ventilfedern 82 geringfügig weiter geöffnet wird. In diesem Fall trifft der gebogene Abschnitt 81a des Anschlaghebels 81 auf den gebogenen Abschnitt 94a des Steuerhebels 94, wodurch eine weitere Öffnung des Drosselventils 72 verhindert wird. Folglich ist das Ausmaß der Öffnung des Drosselventils 72 auf ein Schutzmaß bzw. einen Schutzbetrag (eine Schutzposition) oder weniger begrenzt, das bzw. der bzw. die durch den Steuerhebel bzw. Schutzhebel 94 bestimmt ist. In einem solchen anormalen Fall dreht sich während der Drehung der Schutz- bzw. Steuerwelle 91 aufgrund der Bewegung des Beschleunigungspedals 93 der Anschlaghebel 81 zusammen mit dem Steuerhebel 94, so daß sich auch das Drosselventil 72 dreht. Folglich wird das Drosselventil 72 als Reaktion auf die Bewegung des Beschleunigungspedals 93 über den Beschleunigungseinrichtungs-Koppelmechanismus 90 angetrieben. Ein Positionssensor 97 ist mit dem linksseitigen Ende der Schutzwelle bzw. Steuerwelle 91 verbunden und gibt ein Erfassungssignal ab, das die Schutzposition repräsentiert.As will be described in the further text, in the event of a malfunction of the throttle control, such as a malfunction of the throttle position sensor 70, the excitation of the direct current motor 78 is stopped, so that the throttle valve 72 is opened slightly further due to the forces of the valve springs 82 . In this case, the curved portion 81 a of the stop lever 81 meets the curved portion 94 a of the control lever 94 , whereby a further opening of the throttle valve 72 is prevented. As a result, the amount of opening of the throttle valve 72 is limited to a protective amount (a protective position) or less that is determined by the control lever 94 . In such an abnormal case, during the rotation of the protection or control shaft 91 due to the movement of the accelerator pedal 93, the stop lever 81 rotates together with the control lever 94 , so that the throttle valve 72 also rotates. As a result, the throttle valve 72 is driven in response to the movement of the accelerator pedal 93 via the accelerator coupling mechanism 90 . A position sensor 97 is connected to the left-hand end of the protective shaft or control shaft 91 and emits a detection signal which represents the protective position.

Der Steuerhebel 94 besitzt eine langgestreckte Öffnung 94b, die sich in Umfangsrichtung, bezogen auf die Schutz- bzw. Steuerwelle 91, erstreckt. Eine Betätigungsstange 98a einer Membran-Betätigungseinrichtung 98 besitzt ein Ende, das gleitend in die langgestreckte Öffnung 94b des Steuerhebels 94 eingepaßt ist. Während normaler Fahrzustände des Fahrzeugs verbleibt die Betätigungsstange 98a der Membran-Betätigungseinrichtung 98 in einer verlängerten bzw. ausgefahrenen Stellung, so daß sich der Steuerhebel 94 als Reaktion auf eine Bewegung des Beschleunigungspedals 93 dreht, während das Ende der Betätigungsstange 98a der Membran-Betätigungseinrichtung 98 entlang der langgestreckten Öffnung 94b im Steuerhebel 94 gleitet.The control lever 94 has an elongated opening 94 b, which extends in the circumferential direction, based on the protective or control shaft 91 . An operating rod 98 a of a membrane actuator 98 has one end which is slidably fitted into the elongated opening 94 b of the control lever 94 . During normal driving conditions of the vehicle, the operating rod 98 remains a of the diaphragm actuator 98 in an extended or deployed position so that the control lever 94 rotates in response to movement of the accelerator pedal 93, while the end of the operating rod 98 a of the diaphragm actuator 98 slides along the elongated opening 94 b in the control lever 94 .

Während eines Fahrbetriebs des Fahrzeugs mit Steuerung der Reisegeschwindigkeit verbleibt die Betätigungsstange 98a der Membran-Betätigungseinrichtung 98 in einer zusammengezogenen bzw. eingefahrenen Position, so daß der Steuerhebel 94 durch die Membran-Betätigungseinrichtung 98 in einer Position gehalten wird, die dem weit geöffneten Zustand des Drosselventils 72 entspricht. Somit wird die Schutzposition in großem Ausmaß in der Öffnungsrichtung des Drosselventils 72 geändert und das Drosselventil 72 wird durch den Gleichstrommotor 78 unabhängig vom Beschleunigungseinrichtungs-Koppelmechanismus 90 angetrieben, so daß die Fahrzeuggeschwindigkeit bei der Reise-Sollgeschwindigkeit gehalten werden kann.During a driving operation of the vehicle with control of the cruising speed, the actuating rod 98a of the membrane actuating device 98 remains in a contracted or retracted position, so that the control lever 94 is held by the membrane actuating device 98 in a position which corresponds to the wide open state of the Throttle valve 72 corresponds. Thus, the guard position is largely changed in the opening direction of the throttle valve 72 , and the throttle valve 72 is driven by the DC motor 78 independently of the accelerator coupling mechanism 90 so that the vehicle speed can be maintained at the target travel speed.

Der Steuerhebel 94 besitzt einen Vorsprung 94c, der mit einer Betätigungsstange 99a einer Thermowachseinrichtung 99 in Eingriff stehen kann. Die Betätigungsstange 99a der Thermowachseinrichtung 99 verlängert und kontrahiert sich in Übereinstimmung mit der Temperatur des Kühlmittels der Maschine 74. Wenn die Maschine 74 warm und die Kühlmitteltemperatur hoch ist, befindet sich die Betätigungsstange 99a der Thermwachseinrichtung 99 in einer verlängerten bzw. ausgefahrenen Position, so daß der Steuerhebel 94 sich als Reaktion auf eine Bewegung des Beschleunigungspedals 93 drehen kann. Wenn die Maschine 74 kalt und die Kühlmitteltemperatur niedrig ist, befindet sich die Betätigungsstange 99a der Thermowachseinrichtung 99 in einer zusammengezogenen bzw. eingefahrenen Position, so daß der Steuerhebel 94 durch die Thermowachseinrichtung 99 in einer Position gehalten wird, die einem gegebenen offene Zustand des Drosselventils 72 entspricht. Folglich verändert sich die Schutzposition in der Öffnungsrichtung des Drosselventils 72 und das Drosselventil 72 wird durch den Gleichstrommotor 78 unabhängig vom Beschleunigungseinrichtungs-Koppelmechanismus 90 angetrieben, so daß ein Leerlaufdrehzahl- Aufwärtsverstellungsvorgang durchgeführt werden kann. The control lever 94 has a projection 94 c, which may be associated with an operating rod 99 a of a thermal wax device 99 into engagement. The operating rod 99 a of the thermal wax device 99 extends and contracts in accordance with the temperature of the coolant of the engine 74th When the engine 74 warm the coolant temperature is high, there is the operating rod 99 a of the Thermwachseinrichtung 99 in an extended or deployed position, so that the control lever 94 may rotate in response to movement of the accelerator pedal 93rd When the machine is cold 74 and the coolant temperature is low, there is the operating rod 99 a of the thermal wax device 99 in a collapsed or retracted position, so that the control lever 94 is held by the thermal wax device 99 in a position corresponding to a given open state of the throttle valve 72 corresponds. As a result, the guard position changes in the opening direction of the throttle valve 72, and the throttle valve 72 is driven by the DC motor 78 independently of the accelerator coupling mechanism 90 , so that an idle speed-up operation can be performed.

Bezugnehmend auf Fig. 21 besitzt die Maschine 74 sechs Verbrennungskammern oder Zylinder, die in V-förmiger Konfiguration angeordnet sind. Der Drosselstellungssensor 70, der Beschleunigungs-Positionssensor 96 und der Schutzpositionssensor 97 sind mit der Maschine 74 verknüpft. Zusätzlich sind ein Luftströmungs- bzw. Luftdurchsatzmesser 104, ein Sensor 106 zur Erfassung des Winkels der Kurbelwelle, ein nicht gezeigter Kühlmittel- Temperatursensor, ein nicht gezeigter Luft/Brennstoff- Verhältnis-Sensor und weitere, nicht gezeigte Sensoren mit der Maschine 74 verknüpft. Der Luftdurchsatzmesser 104 gibt ein Erfassungssignal ab, das die Luftströmungsrate bzw. Luftdurchsatzrate im Lufteinlaßkanal 74a repräsentiert, der sich von einem Luftfilter 102 bis zu den Maschinen- Verbrennungskammern erstreckt. Der Sensor 106 zur Erfassung des Kurbelwellenwinkels ist mit der Kurbelwelle 74b der Maschine 74 verknüpft. Während der Drehung der Kurbelwelle 74b gibt der Sensor 106 für den Kurbelwellenwinkel einen elektrischen Impuls jeweils bei jeder von vorbestimmten Winkelpositionen der Kurbelwelle 74b ab, die in gleichen Abständen in Winkelintervallen von 30° angeordnet sind. Der Kühlmitteltemperatursensor gibt ein Erfassungssignal ab, das die Temperatur des Kühlmittels der Maschine 74 repräsentiert. Der Luft/Brennstoff-Verhältnis-Sensor erfaßt die Sauerstoffkonzentration im Abgas in einem Auslaßkanal 74c der Maschine 74. Da die Sauerstoffkonzentration im Abgas vom Luft/Brennstoff-Verhältnis eines das Abgas verursachenden Luft/Brennstoff-Gemisches abhängt, gibt der Luft/Brennstoff-Verhältnis-Sensor ein Erfassungssignal ab, das das Luft/Brennstoff-Verhältnis des Luft/Brennstoff- Gemischs repräsentiert.Referring to FIG. 21, engine 74 has six combustion chambers or cylinders that are arranged in a V-shaped configuration. The throttle position sensor 70 , the acceleration position sensor 96 and the protective position sensor 97 are linked to the machine 74 . In addition, an air flow meter or air flow meter 104 , a sensor 106 for detecting the angle of the crankshaft, a coolant temperature sensor, not shown, an air / fuel ratio sensor, not shown, and further sensors, not shown, are linked to the engine 74 . The air flow meter 104 emits a detection signal that represents the air flow rate or air flow rate in the air inlet duct 74 a, which extends from an air filter 102 to the engine combustion chambers. The sensor 106 for detecting the crankshaft angle is linked to the crankshaft 74b of the engine 74 . During the rotation of the crankshaft 74 b, the sensor 106 for the crankshaft angle emits an electrical pulse at each of predetermined angular positions of the crankshaft 74 b, which are arranged at equal intervals at angular intervals of 30 °. The coolant temperature sensor outputs a detection signal that represents the temperature of the coolant of the engine 74 . The air / fuel ratio sensor detects the oxygen concentration in the exhaust gas in an outlet duct 74 c of the engine 74 . Since the oxygen concentration in the exhaust gas depends on the air / fuel ratio of an air / fuel mixture causing the exhaust gas, the air / fuel ratio sensor emits a detection signal which represents the air / fuel ratio of the air / fuel mixture.

Eine elektronische Steuerschaltung 110 empfängt die Erfassungssignale der Sensoren einschließlich des Drosselstellungssensors 70, des Beschleunigunspositionssensors 96, des Schutzpositionssensors 97, des Luftdurchsatzmessers 104 und des Sensors 106 für den Kurbelwellenwinkel. Die elektronische Steuerschaltung 110 steuert Brennstoff- Einspritzeinrichtungen 108, den Gleichstrommotor 78 und eine Warnlampe 126 in Abhängigkeit von den Sensorausgangssignalen. Die Brennstoff- Einspritzeinrichtungen 108 sind in Lufteinlaßöffnungen 74d angeordnet, die jeweils zu den Verbrennungskammern der Maschine 74 führen. Die Steuerung der Brennstoff- Einspritzeinrichtungen 108 stellt eine Einstellung der Rate der Brennstoffeinspritzung in die Maschine 74 bereit. Die Steuerung des Gleichstrommotors 78 stellt eine Einstellung des Ausmaßes der Öffnung des Drosselventils 72 bereit. Die Warnlampe 126 ist beispielsweise an einer Instrumententafel des Fahrzeugs angeordnet.An electronic control circuit 110 receives the detection signals of the sensors including the throttle position sensor 70 , the acceleration position sensor 96 , the protection position sensor 97 , the air flow meter 104 and the sensor 106 for the crankshaft angle. The electronic control circuit 110 controls fuel injectors 108 , the DC motor 78 and a warning lamp 126 depending on the sensor output signals. The fuel injectors 108 are arranged in air inlet openings 74 d, each leading to the combustion chambers of the engine 74 . Control of the fuel injectors 108 provides adjustment of the rate of fuel injection into the engine 74 . Control of the DC motor 78 provides adjustment of the amount of opening of the throttle valve 72 . The warning lamp 126 is arranged, for example, on an instrument panel of the vehicle.

Die elektronische Steuerschaltung 110 weist eine Kombination aus einer Zentraleinheit CPU 112, einem Festwertspeicher ROM 114, einem Direktzugriffsspeicher RAM 116, einer Analog/Digital-Umwandlungsschaltung 118, einer Digital/Analog-Umwandlungsschaltung 120, einer Einspritzeinrichtungs-Treiberschaltung 122 und einer Lampentreiberschaltung 124 auf. Die Zentraleinheit 112 arbeitet in Abhängigkeit von einem im Festwertspeicher 114 gespeicherten Programm. Die Analog/Digital- Umwandlungsschaltung 118 wandelt die Erfassungsausgangssignale des Drosselstellungssensors 70, des Beschleunigungspositionssensors 96, des Schutzpositionssensors 97 und des Luftdurchsatzmessers 104 in entsprechende digitale Signale um, die der Zentraleinheit 112 zugeführt werden. Der Direktzugriffsspeicher 116 speichert zeitweilig Daten, die durch die Zentraleinheit 112 gehandhabt und verarbeitet werden. Die Einspritzeinrichtungs-Treiberschaltung 122 aktiviert und deaktiviert die Brennstoff- Einspritzeinrichtungen 108 in Abhängigkeit von einem von der Zentraleinheit 112 zugeführten digitalen Steuersignal. Die Lampentreiberschaltung 124 aktiviert und deaktiviert die Warnlampe 126 in Abhängigkeit von einem von der Zentraleinheit 112 zugeführten digitalen Steuersignal. Ein digitales Motorsteuerungssignal, das von der Zentraleinheit 112 abgegeben wird, wird durch die Digital/Analog- Umwandlungsschaltung 120 in ein entsprechendes analoges Steuersignal umgesetzt, das bei der Steuerung des Gleichstrommmotors 78 eingesetzt wird. Die Zentraleinheit 112 empfängt das Erfassungssignal des Sensors 106 für den Kurbelwellenwinkel direkt. Zusätzlich erhält die Zentraleinheit 112 ein Ausgangssignal einer Pulsbreitenmodulationsschaltung 134 direkt und gibt direkt ein Steuersignal an die Pulsbreitenmodulationsschaltung 134 ab.The electronic control circuit 110 has a combination of a central processing unit CPU 112 , a read-only memory ROM 114 , a random access memory RAM 116 , an analog / digital conversion circuit 118 , a digital / analog conversion circuit 120 , an injector driver circuit 122 and a lamp driver circuit 124 . The central processing unit 112 operates as a function of a program stored in the read-only memory 114 . The analog-to-digital conversion circuit 118 converts the detection output signals of the throttle position sensor 70 , the acceleration position sensor 96 , the protection position sensor 97 and the air flow meter 104 into corresponding digital signals which are supplied to the central unit 112 . The random access memory 116 temporarily stores data that is handled and processed by the CPU 112 . The injector driver circuit 122 activates and deactivates the fuel injectors 108 in response to a digital control signal supplied from the CPU 112 . The lamp driver circuit 124 activates and deactivates the warning lamp 126 depending on a digital control signal supplied by the central unit 112 . A digital motor control signal that is output by the central processing unit 112 is converted by the digital / analog conversion circuit 120 into a corresponding analog control signal that is used in the control of the direct current motor 78 . The central processing unit 112 receives the detection signal of the sensor 106 for the crankshaft angle directly. In addition, the CPU 112 directly receives an output signal from a pulse width modulation circuit 134 and directly outputs a control signal to the pulse width modulation circuit 134 .

Die Zentraleinheit 112 ermittelt die aktuelle Motordrehzahl (die Drehzahl der Kurbelwelle 74b) Ne aus dem Ausgangssignal des Kurbelwinkelsensors 106. Die Zentraleinheit 112 ermittelt weiterhin die aktuelle Luftdurchsatzrate Qa aus dem Ausgangssignal des Luftströmungs- bzw. Luftdurchsatzmessers 104. Darüberhinaus bestimmt die Zentraleinheit 112 eine gewünschte Brennstoff- Einspritzrate in Abhängigkeit von der aktuellen Motordrehzahl Ne und der aktuellen Luftdurchsatzrate Qa. Die Zentraleinheit 112 erzeugt ein digitales Brennstoff- Einspritzsteuersignal in Abhängigkeit von der gewünschten Brennstoffeinspritzrate und gibt das Steuersignal an die Einspritzeinrichtungs-Treiberschaltung 122 ab, um die Steuerung der Brennstoff-Einspritzrate zu bewirken.The central unit 112 determines the current engine speed (the speed of the crankshaft 74 b) Ne from the output signal of the crank angle sensor 106 . The central unit 112 also determines the current air flow rate Qa from the output signal of the air flow meter or air flow meter 104 . In addition, the central unit 112 determines a desired fuel injection rate depending on the current engine speed Ne and the current air flow rate Qa. The CPU 112 generates a digital fuel injection control signal depending on the desired fuel injection rate and outputs the control signal to the injector driver circuit 122 to effect control of the fuel injection rate.

Im Fall einer Fehlfunktion der Drosselsteuerung bestimmt die Zentraleinheit 112 die Anzahl Nfc der Maschinenzylinder, die einer Brennstoff-Beschneidung bzw. - sperrung zu unterziehen sind. Die Anzahl Nfc der Zylinder, denen keinen Brennstoff zugeführt wird, entspricht einer ganzen Zahl im Bereich von 0 bis 6. Die Zentraleinheit 112 modifiziert das an die Einspritzeinrichtung- Treiberschaltung 122 anzulegende Steuersignal in Abhängigkeit von der Anzahl Nfc der Zylinder, die nicht länger mit Brennstoff versorgt werden, so daß die Brennstoffversorgung für eine entsprechende Anzahl von Maschinenzylindern beendet wird.In the event of a malfunction of the throttle control, the central unit 112 determines the number Nfc of the engine cylinders that are to be subjected to fuel cutting or blocking. The number Nfc of cylinders to which no fuel is supplied corresponds to an integer ranging from 0 to 6. The CPU 112 modifies the control signal to be applied to the injector driver circuit 122 depending on the number Nfc of the cylinders that are no longer fueled are supplied so that the fuel supply for an appropriate number of engine cylinders is terminated.

Die Zentraleinheit 112 bestimmt ein Soll-Öffnungsmaß für das Drosselventil 72 in Abhängigkeit von den Betriebszuständen der Maschine 74, die durch die Erfassungs-Ausgangssignale der Sensoren einschließlich des Drosselstellungssensors 70, des Beschleunigungseinrichtungs-Positionssensors 96, des Schutzpositionssensors 97, des Luftströmungsmessers 104 und des Kurbelwinkelsensors 106 repräsentiert sind. Die Zentraleinheit 112 legt einen Drossel-Befehlswert in Abhängigkeit vom Sollöffnungsmaß des Drosselventils 72 fest und gibt ein den Drosselbefehlswert repräsentierendes digitales Signal an die Digital/Analog-Umwandlungsschaltung 120 ab. Das den Drosselbefehlswert repräsentierende digitale Signal wird durch die Digital/Analog- Umwandlungsschaltung in eine entsprechende Drosselbefehlsspannung Vcmd umgewandelt, die an eine mit dem Gleichstrommotor 78 verbundene Motortreiberschaltung 130 angelegt wird. Hierdurch wird die Steuerung des Öffnungsmaßes des Drosseventils 72 mit Hilfe der Motortreiberschaltung 130 bewirkt.The central processing unit 112 determines a target opening dimension for the throttle valve 72 depending on the operating states of the engine 74 , which are determined by the detection output signals of the sensors including the throttle position sensor 70 , the accelerator position sensor 96 , the protective position sensor 97 , the air flow meter 104 and the crank angle sensor 106 are represented. The CPU 112 sets a throttle command value depending on the target opening amount of the throttle valve 72 and outputs a digital signal representing the throttle command value to the digital / analog conversion circuit 120 . The digital signal representing the throttle command value is converted by the digital / analog conversion circuit into a corresponding throttle command voltage Vcmd, which is applied to a motor driver circuit 130 connected to the DC motor 78 . As a result, the opening dimension of the throttle valve 72 is controlled with the aid of the motor driver circuit 130 .

Die Motortreiberschaltung 130 weist eine PID- (proportional, und integral und differential)-Steuerschaltung 132, die Pulsbreitenmodulationsschaltung 134 und einen Treiber 136 auf. Die PID-Steuerschaltung 132 erhält die Drosselbefehlsspannung Vcmd von der elektronischen Steuerschaltung 110. Die Drosselbefehlsspannung Vcmd bezeichnet das Sollöffnungsmaß des Drosselventils 72. Die PID-Steuerschaltung 132 empfängt weiterhin das Erfassungs- Ausgangssignal V1 oder V2 des Drosselstellungssensors 70, das das aktuelle Öffnungsmaß des Drosselventils 72 repräsentiert. Die PID-Steuerschaltung 132 bildet die Differenz zwischen dem Sollöffnungsgrad und dem aktuellen Öffnungsgrad des Drosselventils 72 unter Durchführung proportionaler, integraler und differentieller Vorgänge und bestimmt eine Sollwert-gesteuerte Größe bzw. Erregung des Gleichstrommotors 78, die so ausgelegt ist, daß die Differenz zwischen dem Sollöffnungsgrad und dem aktuellen Öffnungsgrad des Drosselventils 72 verringert wird. Die PID-Steuerschaltung 132 gibt an die Pulsbreitenmodulationsschaltung 134 ein Signal ab, das die Sollwert-gesteuerte Größe der Erregung des Gleichstrommotors 78 repräsentiert.The motor driver circuit 130 includes a PID (proportional, and integral and differential) control circuit 132 , the pulse width modulation circuit 134, and a driver 136 . The PID control circuit 132 receives the throttle command voltage Vcmd from the electronic control circuit 110 . The throttle command voltage Vcmd denotes the target opening amount of the throttle valve 72 . The PID control circuit 132 further receives the detection output signal V1 or V2 of the throttle position sensor 70 , which represents the current opening dimension of the throttle valve 72 . The PID control circuit 132 makes the difference between the target opening degree and the current opening degree of the throttle valve 72 by performing proportional, integral and differential operations, and determines a target-controlled amount or excitation of the DC motor 78 , which is designed so that the difference between the Desired degree of opening and the current degree of opening of the throttle valve 72 is reduced. The PID control circuit 132 outputs a signal to the pulse width modulation circuit 134 which represents the setpoint-controlled magnitude of the excitation of the DC motor 78 .

Die Pulsbreitenmodulationsschaltung 134 erzeugt ein Impulssignal fester Frequenz in Abhängigkeit vom Ausgangssignal der PID-Steuerschaltung 132, wobei das Impulssignal ein Tastverhältnis oder einen Einschaltdauerzyklus besitzt, das bzw. der der sollwertgesteuerten Größe der Erregung des Gleichstrommotors 78 entspricht. Die Pulsbreitenmodulationsschaltung 134 gibt das Impulssignal an den Treiber 136 ab, der den Gleichstrommotor 78 in Abhängigkeit vom Ausgangsimpulssignal der Pulsbreitenmodulationsschaltung 134 aktiviert und deaktiviert. Somit wird das Drosselventil 70 durch den Gleichstrommotor 78 entsprechend dem Betrieb der Motortreiberschaltung 130 gesteuert. Zusätzlich gibt die Pulsbreitenmodulationsschaltung 134 das Impulssignal an die Zentraleinheit 112 innerhalb der elektronischen Steuerschaltung 110 ab.Pulse width modulation circuit 134 generates a fixed frequency pulse signal in response to the output of PID control circuit 132 , the pulse signal having a duty cycle or duty cycle that corresponds to the setpoint controlled amount of excitation of DC motor 78 . The pulse width modulation circuit 134 outputs the pulse signal to the driver 136 , which activates and deactivates the DC motor 78 depending on the output pulse signal of the pulse width modulation circuit 134 . Thus, the throttle valve 70 is controlled by the DC motor 78 in accordance with the operation of the motor driver circuit 130 . In addition, the pulse width modulation circuit 134 outputs the pulse signal to the central unit 112 within the electronic control circuit 110 .

Während der Durchführung der Drosselsteuerung bewirkt die Zentraleinheit 112 eine Beurteilung einer Abnormalität bzw. Fehlfunktion des Drosselstellungssensors 70. Im Fall einer Fehlfunktion des Drosselstellungssensors 70 gibt die Zentraleinheit 112 Steuersignale an die Lampentreiberschaltung 124 und die Pulsbreitenmodulationsschaltung 134 ab, so daß die Warnlampe 126 aktiviert und der Betrieb des Gleichstrommotors 78 vorübergehend beendet wird.During the execution of the throttle control, the central processing unit 112 effects an assessment of an abnormality or malfunction of the throttle position sensor 70 . In the event of a malfunction of the throttle position sensor 70 , the CPU 112 outputs control signals to the lamp driver circuit 124 and the pulse width modulation circuit 134 , so that the warning lamp 126 is activated and the operation of the DC motor 78 is temporarily stopped.

Wie zuvor beschrieben, arbeitet die Zentraleinheit 112 in Übereinstimmung mit dem im Festwertspeicher 114 gespeicherten Programm. Fig. 22 zeigt ein Ablaufdiagramm einer Drosselsteuerungsroutine des Programms, die reiterativ bzw. wiederholt zusammen (aufeinanderfolgend) mit der Brennstoff-Einspritzraten-Steuerroutine des Programms abgearbeitet wird.As previously described, the CPU 112 operates in accordance with the program stored in the read only memory 114 . FIG. 22 shows a flowchart of a throttle control routine of the program, which is executed reiteratively or repeatedly together (in succession) with the fuel injection rate control routine of the program.

Die Drosselsteuerungsroutine des Programms wird im folgenden beschrieben. Wie in Fig. 22 gezeigt ist, wird in einem ersten Schritt 200 der Drosselsteuerungsroutine die aktuelle Motordrehzahl Ne aus dem Ausgangssignal des Kurbelwinkelsensors 106 gewonnen. Zusätzlich werden im Schritt 200 die gegenwärtigen Spannungswerte V1 und V2 der Erfassungs-Ausgangssignale des Drosselstellungssensors 70 ermittelt. Ferner wird im Schritt 200 die aktuelle Größe Ap, die durch die Beschleunigungseinrichtung gesteuert wird, aus dem Ausgangssignal des Beschleunigungspositionssensors 96 gewonnen.The throttle control routine of the program is described below. As shown in FIG. 22, in a first step 200 of the throttle control routine, the current engine speed Ne is obtained from the output signal of the crank angle sensor 106 . In addition, the current voltage values V1 and V2 of the detection output signals of the throttle position sensor 70 are determined in step 200 . Furthermore, in step 200, the current variable Ap, which is controlled by the acceleration device, is obtained from the output signal of the acceleration position sensor 96 .

Bei einem dem Schritt 200 nachfolgenden Schritt 210 wird die Differenz ΔV zwischen den Drosselpositionswerten V1 und V2 berechnet und auch der Absolutwert |ΔV| der Differenz ΔV gebildet. Im Schritt 210 wird der Absolutwert |ΔV| mit einem vorbestimmten positiven Referenzwert ΔVo verglichen. Wenn der Absolutwert |ΔV| den Referenzwert ΔVo überschreitet, wird der Drosselstellungssensor 70 als fehlerhaft beurteilt und das Programm schreitet vom Schritt 210 zu einem Schritt 270 weiter. Andernfalls geht das Programm vom Schritt 210 zu einem Schritt 220 über.In a step 210 following step 200 , the difference ΔV between the throttle position values V1 and V2 is calculated and also the absolute value | ΔV | the difference ΔV is formed. In step 210 , the absolute value | ΔV | compared with a predetermined positive reference value ΔVo. If the absolute value | ΔV | exceeds the reference value ΔVo, the throttle position sensor 70 is judged to be faulty and the program proceeds from step 210 to a step 270 . Otherwise, the program proceeds from step 210 to step 220 .

Im Schritt 220 wird bestimmt, ob der Drosselstellungswert V1 im Bereich zwischen einem vorbestimmten unteren Grenzwert V1L und einem vorbestimmten oberen Grenzwert V1H liegt. Wenn der Drosselpositionswert V1 nicht im Bereich zwischen dem unteren Grenzwert V1L und dem oberen Grenzwert V1H liegt, wird der Drosselstellungssensor 70 als fehlerhaft beurteilt und das Programm schreitet vom Schritt 220 zum Schritt 270 weiter. Andernfalls geht das Programm vom Schritt 220 zu einem Schritt 230 über.In step 220 , it is determined whether the throttle position value V1 is in the range between a predetermined lower limit value V1L and a predetermined upper limit value V1H. If the throttle position value V1 is not in the range between the lower limit value V1L and the upper limit value V1H, the throttle position sensor 70 is judged to be faulty and the program proceeds from step 220 to step 270 . Otherwise, the program proceeds from step 220 to step 230 .

Im Schritt 230 wird beurteilt, ob der Drosselpositionswert V2 im Bereich zwischen einem vorbestimmten unteren Grenzwert V2L und einem vorbestimmten oberen Grenzwert V2H liegt. Wenn der Drosselpositionswert V2 nicht im Bereich zwischen dem unteren Grenzwert V2L und dem oberen Grenzwert V2H liegt, wird der Drosselstellungssensor 70 als fehlerhaft beurteilt und das Programm schreitet vom Schritt 230 zu dem Schritt 270 weiter. Andernfalls geht das Programm vom Schritt 230 zu einem Schritt 240 über. Der untere Grenzwert V2L und der obere Grenzwert V2H sind vorzugsweise gleich groß wie der untere Grenzwert V1L bzw. der obere Grenzwert V1H.In step 230 , it is judged whether the throttle position value V2 is in the range between a predetermined lower limit value V2L and a predetermined upper limit value V2H. If the throttle position value V2 is not in the range between the lower limit value V2L and the upper limit value V2H, the throttle position sensor 70 is judged to be faulty and the program proceeds from step 230 to step 270 . Otherwise, the program proceeds from step 230 to step 240 . The lower limit value V2L and the upper limit value V2H are preferably the same size as the lower limit value V1L and the upper limit value V1H.

Wenn das Programm aufeinanderfolgend die Schritte 210, 220 und 230 durchläuft und dann zum Schritt 240 übergeht, wird der Drosselstellungssensor 70 als gut bzw. fehlerfrei beurteilt und es wird folglich die Steuerung des Gleichstrommotors 78 in Abhängigkeit vom Ausgangssignal des Drosselstellungssensors 70 durchgeführt.If the program successively goes through steps 210 , 220 and 230 and then proceeds to step 240 , the throttle position sensor 70 is judged to be good or error-free and, consequently, the control of the DC motor 78 is carried out depending on the output signal of the throttle position sensor 70 .

Im einzelnen wird im Schritt 240 ein Befehlswert bzw. Sollwert θcmd für den Drosselöffnungsgrad in Abhängigkeit von der aktuellen Motordrehzahl Ne und dem aktuellen Betrag Ap der Betätigung der Beschleunigungseinrichtung, die im vorhergehenden Schritt 200 erfaßt wurden, bestimmt. Der Befehlswert θcmd für das Drosselöffnungsmaß stimmt mit dem Sollöffnungsgrad des Drosselventils 72 überein. Specifically, a command value or setpoint value θcmd for the throttle opening degree is determined in step 240 as a function of the current engine speed Ne and the current amount Ap of actuation of the acceleration device, which were detected in the previous step 200 . The command value θcmd for the throttle opening amount corresponds to the target opening degree of the throttle valve 72 .

In einem dem Schritt 240 nachfolgenden Schritt 250 wird ein Spannungswert Vcmd für den Drosselbefehl bzw. die Drosselstellgröße aus dem Befehlswert bzw. Stellwert θcmd für den Drosselöffnungsgrad berechnet. Bei einem dem Schritt 250 nachfolgenden Schritt 260 wird ein digitales Signal, das den Spannungswert Vcmd des Drosselbefehls repräsentiert, an die Digital/Analog-Umwandlungsschaltung 120 abgegeben. Die Digital/Analog-Umwandlungsschaltung 120 setzt das digitale Signal in ein analoges Spannungssignal um, das dem Spannungswert Vcmd des Drosselbefehls entspricht. Die Digital/Analog-Umwandlungsschaltung 120 gibt das analoge Spannungssignal an die PID-Steuerschaltung 132 der Motortreiberschaltung 130 ab. Nach dem Schritt 260 endet der gegenwärtige Zyklus der Abarbeitung der Drosselsteuerungsroutine und das Programm kehrt zum Hauptprogramm zurück.In a step 250 following step 240 , a voltage value Vcmd for the throttle command or the throttle manipulated variable is calculated from the command value or manipulated variable θcmd for the throttle opening degree. At step 260 following step 250 , a digital signal representing the voltage value Vcmd of the throttle command is output to the digital / analog conversion circuit 120 . The digital / analog conversion circuit 120 converts the digital signal into an analog voltage signal that corresponds to the voltage value Vcmd of the throttle command. The digital / analog conversion circuit 120 outputs the analog voltage signal to the PID control circuit 132 of the motor driver circuit 130 . After step 260 , the current cycle of execution of the throttle control routine ends and the program returns to the main program.

Somit steuert in den Fällen, in denen der Drosselstellungssensor 70 normal arbeitet, die Motortreiberschaltung 130 den Gleichstrommotor 78 in Abhängigkeit von den Ausgangssignalen des Drosselstellungssensors 70 und der Digital/Analog- Umwandlungsschaltung 120, so daß die abgegebene Erfassungsspannung V1 des Drosselstellungssensors 70 gleich der Befehlsspannung Vcmd sein kann. Als Ergebnis kann der aktuelle Öffnungsgrad des Drosselventils 72 auf den Befehlswert θcmd für den Drosselöffnungsgrad gesteuert werden.Thus, in the cases where the throttle position sensor 70 is operating normally, the motor driver circuit 130 controls the DC motor 78 depending on the output signals of the throttle position sensor 70 and the digital / analog conversion circuit 120 , so that the output detection voltage V1 of the throttle position sensor 70 is equal to the command voltage Vcmd can be. As a result, the current opening degree of the throttle valve 72 can be controlled to the command value θcmd for the throttle opening degree.

Wenn in den Schritten 210, 220 und 230 beurteilt wird, daß der Drosselstellungssensor 70 fehlerhaft arbeitet, geht das Programm, wie zuvor beschrieben, zum Schritt 270 über. Im Schritt 270 wird ein Steuersignal an die Lampentreiberschaltung 124 abgegeben, so daß die Warnlampe 126 aktiviert wird und eine Fehlfunktion des Drosselstellungssensors 70 anzeigt. In einem dem Schritt 270 nachfolgenden Schritt 280 wird ein Steuersignal an die Pulsbreitenmodulationsschaltung 134 abgegeben, so daß das Tastverhältnis des Ausgangsimpulssignals der Pulsbreitenmodulationsschaltung 134 auf 0% eingestellt wird, um den Gleichstrommotor 78 durchgehend zu deaktivieren. Nach dem Schritt 280 endet der aktuelle Abarbeitungszyklus der Drosselsteuerungsroutine und das Programm kehrt zum Hauptprogramm zurück.If it is judged in steps 210 , 220 and 230 that the throttle position sensor 70 is malfunctioning, the program proceeds to step 270 as previously described. In step 270 , a control signal is output to the lamp driver circuit 124 , so that the warning lamp 126 is activated and indicates a malfunction of the throttle position sensor 70 . In a step 280 following step 270 , a control signal is output to the pulse width modulation circuit 134 so that the duty cycle of the output pulse signal of the pulse width modulation circuit 134 is set to 0% in order to continuously deactivate the DC motor 78 . After step 280 , the current processing cycle of the throttle control routine ends and the program returns to the main program.

Folglich wird der Gleichstrommotor 78 im Fall einer Fehlfunktion des Drosselstellungssensors 70 kontinuierlich deaktiviert, so daß es möglich ist, eine Erregung des Gleichstrommotors 78 als Reaktion auf ein fehlerhaftes Erfassungsausgangssignal des Drosselstellungssensors 70 zu verhindern. Wenn der Gleichstrommotor 78 kontinuierlich deaktiviert ist, wird das Drosselventil 72 durch die Ventilfedern 82 in der Ventilöffnungsrichtung solange gedreht, bis der gebogene Abschnitt 81a des Anschlaghebels 81 den gebogenen Abschnitt 94a des Steuerhebels 94 berührt. Somit ist der Beschleunigungseinrichtungs-Koppelmechanismus 90 aktiviert, so daß das Drosselventil 72 über den Beschleunigungseinrichtungs-Koppelmechanismus 90 in Abhängigkeit von der Bewegung des Beschleunigungspedals 93 gesteuert werden kann.Consequently, the DC motor 78 is continuously deactivated in the event of a malfunction of the throttle position sensor 70 , so that it is possible to prevent the DC motor 78 from being energized in response to a faulty detection output signal of the throttle position sensor 70 . If the DC motor 78 is continuously deactivated, the throttle valve 72 is rotated by the valve springs 82 in the valve opening direction until the bent portion 81 a of the stop lever 81 touches the bent portion 94 a of the control lever 94 . Thus, the accelerator coupling mechanism 90 is activated so that the throttle valve 72 can be controlled via the accelerator coupling mechanism 90 depending on the movement of the accelerator pedal 93 .

Wie zuvor beschrieben, werden in den Schritten 220 und 230 Fehlfunktionen des Drosselstellungssensors 70 durch Vergleich der Spannungspegel der Erfassungssignale V1 und V2 mit vorbestimmten Spannungsbereichen erfaßt. Im Schritt 210 wird eine Fehlfunktion des Drosselstellungssensors 70 durch gegenseitigen Vergleich der Spannungspegel der Erfassungssignale V1 und V2 erfaßt. Genauer gesagt, wird im Schritt 210 die Differenz ΔV zwischen den Drosselpositionswerten V1 und V2 und weiterhin der Absolutwert |ΔV| der Differenz ΔV berechnet. Im Schritt 210 wird der Absolutwert |ΔV| mit dem vorbestimmten positiven Referenzwert ΔVo zur Erfassung einer Fehlfunktion und des Drosselstellungssensors 70 verglichen. Somit können verschiedene Arten von Fehlfunktionen des Drosselstellungssensors 70 zuverlässig in den Schritten 210, 220 und 230 erfaßt werden.As described above, malfunctions of the throttle position sensor 70 are detected in steps 220 and 230 by comparing the voltage levels of the detection signals V1 and V2 with predetermined voltage ranges. In step 210 , a malfunction of the throttle position sensor 70 is detected by a mutual comparison of the voltage levels of the detection signals V1 and V2. More specifically, in step 210, the difference .DELTA.V between the throttle position values V1 and V2 and also the absolute value .DELTA.V | the difference ΔV is calculated. In step 210 , the absolute value | ΔV | with the predetermined positive reference value ΔVo for detecting a malfunction and the throttle position sensor 70 . Thus, various types of malfunction of the throttle position sensor 70 can be reliably detected in steps 210 , 220 and 230 .

Im folgenden wird ein fünftes Ausführungsbeispiel, das nicht Gegenstand vorliegender Erfindung ist, unter Bezugnahme auf Fig. 23 beschrieben. Dieses fünfte Ausführungsbeispiel ist gleichartig wie das Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 20 bis 22 mit Ausnahme der nachstehend beschriebenen Gestaltungsänderungen. Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 23 weist eine elektronische Steuerschaltung 110 eine Lastschaltung 140 auf, die zwischen den Drosselstellungssensor 70 und die Analog/Digital- Umwandlungsschaltung 118 geschaltet ist. Lastwiderstände RL1 und RL2 und ein Kondensator C1 (siehe Fig. 11) sind vom Drosselstellungssensor 70 entfernt und in die Lastschaltung 140 übernommen.A fifth embodiment which is not the subject of the present invention will be described below with reference to FIG. 23. This fifth exemplary embodiment is similar to the exemplary embodiment according to FIGS. 20 to 22 with the exception of the design changes described below. In the exemplary embodiment according to FIG. 23, an electronic control circuit 110 has a load circuit 140 which is connected between the throttle position sensor 70 and the analog / digital conversion circuit 118 . Load resistors RL1 and RL2 and a capacitor C1 (see FIG. 11) are removed from the throttle position sensor 70 and transferred to the load circuit 140 .

Claims

1. Electrical control device, with
a rotatable body ( 4 );
a magnetic flux generating device ( 2 a, 2 b) which generates a directed magnetic flux, the direction of which corresponds to the respective rotational position of the rotatable body ( 4 ) ent;
a magnetoelectric converter device ( 8 a, 8 b) which detects the respective magnitude of the magnetic flux;
and a detection device ( 50 , 60 , 112 ) which determines the rotational position of the rotatable body ( 4 ) on the basis of the output signal of the magnetoelectric conversion device ( 8 a, 8 b);
characterized in that
the magnetic flux generating device ( 2 a, 2 b) is designed as a hollow cylinder, the axis of which coincides with the axis of rotation of the rotatable body ( 4 ), and generates a magnetic flow from one side of the cylinder to the other;
the magnetoelectric transducer device is formed from two transducer elements ( 8 a, 8 b) which are arranged symmetrically in the central region of the hollow cylinder and with respect to the axis of rotation;
and that the detection device ( 50 , 60 , 112 ) determines the rotational position of the rotatable body ( 4 ) on the basis of the output signals from both transducer elements ( 8 a, 8 b).

2. Electrical control device according to claim 1, characterized in that the hollow cylindrical magnetic flux supply device has two semi-cylindrical magnets ( 2 a, 2 b), which are opposite each other while maintaining a predetermined gap width.

3. Electrical control device according to claim 1 or 2, characterized in that it has a cover made of magnetic material ( 35 ), both the magnetic flux generating device ( 2 a, 2 b) and the magnetoelectric transducer elements arranged therein ( 8 a, 8 b ) shields against an external magnetic field.

4. Electrical control device according to one of the preceding claims, characterized in that the two transducer elements ( 8 a, 8 b) each have a Hall element.

5. Electrical control device according to one of the preceding claims, characterized in that the detection device ( 50 , 60 , 112 ) compares the output signals of the two converter elements ( 8 a, 8 b) and derives a control signal from the comparison result.

6. Electrical control device according to one of the preceding claims, characterized in that the detection device ( 50 , 60 , 112 ) checks whether the output signals of the two converter elements ( 8 a, 8 b) are in a predetermined relationship to one another or not and an abnormality signal generated when it detects the predetermined relationship.

7. Electrical control device according to claim 6, characterized in that the detection device ( 50 , 60 , 112 ) uses the size of the difference between the two output signals as a predetermined relationship and checks whether this difference is less than or equal to a predetermined value.